焦耳-湯姆孫效應（Joule-Thomson effect），指氣體通過多孔塞膨脹後所引起的溫度變化現象。1852年，英國物理學家J.P.焦耳和W.湯姆孫(即開爾文)為了進一步研究氣體的內能，對焦耳氣體自由膨脹實驗作了改進。
基本介紹
- 中文名：焦耳-湯姆孫效應
- 外文名：Joule Thomson effect
- 發現者：J.P.焦耳和W.湯姆孫
- 發現時間：1852年
- 作用：噴管和擴壓管
原理,實驗,
原理
焦耳-湯姆孫效應是葛轎拳疊氣體在節流過程中溫度簽謎店隨壓強而變化的現象。氣體通過多孔塞或節流閥膨脹的過程稱為絕熱節流膨脹。絕熱節流過程是不可逆過程。由於過程在絕熱系統中進行，外界做的功等於系統內能的改變，即U2-U1=p1V1-p2V2，式中U為氣體的內能，p為壓強，V是氣體的體積，於是得出U1+p1V1=U2+p2V2=恆量，U+pV=H是氣體的另一狀態函式稱為焓，前式表示節流前後氣體的焓(H)不變。
實驗發現，氣體在節流前後溫度一般要發生變化，同一種氣體在不同條件下(不同溫度與壓強範圍)，節流後溫度可以升高，可以降低，也可能不變。
為了研究節流後氣體溫度隨壓強變化的情況，通常用焦耳-湯姆孫係數μ=
(ΔT/Δp)H=(əT/əP)H來描述，因為節流前後焓(H)不變，以(əT/əp)H表示等焓過程中溫度隨壓強的變化率。氣體節流後壓強減小，Δp<0，所以，若節流後降溫△T<0，則μ>0，稱焦耳-湯姆孫墊烏主臘正效應。若坑埋估節流升溫△T>0，則μ<0，白迎稱焦耳-湯姆孫負效應。若節流前後溫度不變，△T=0，稱為焦耳-湯姆孫零效應。實際氣體節流後溫度發生變化，得知氣體的內能不僅是溫度的函式，還是體積(或壓強)的函式。
當氣體非常稀薄時，△T→0，可推知理想氣體節流前後溫度不變，因此，一定量某種理想氣體的內能僅僅是溫度的函式。
實驗
1852年，英國物理學家J.P.焦耳和W.湯姆孫(即開爾文)為了進一步研究氣體的內能，對焦耳氣體自由膨脹實驗作了改進。
焦耳-湯姆遜效應是指當高壓氣體在通過截面突然縮小的斷面(如管道上的針形閥、孔板等)時，由於局部阻力，氣體的壓力將會降低，溫度會發生跨旬整變化的現象。所示，絕熱良好的管子 L 中間，放置一個用多孔物質製成多孔塞 G（也可以換成毛細管或針型閥），當進口壓強為 P1，溫海碑境度為 T1，體積為V1 的氣體在恆壓下持續不斷地過多孔塞 G，由於它對氣體有較大的阻滯作用，使氣體很難快速通過它，從而能夠維持 G 兩邊具有一定的壓強差，使氣體通過多孔塞後的出口壓強降為 P2，體積變為 V2，測出此時的出口溫度 T2，實驗發現T2 可能大於、小於或者等於 T1。
焦耳-湯姆遜實驗表明絕熱節流過程是一個焓值不變的過程，這是節流過程的重要熱力學特點，但並不是說絕熱過程是一個定焓過程，因為中間經歷的狀態都是非平衡態。
