製冷效應

製冷效應（又稱“正效應”）是焦耳與湯姆孫在做“焦耳-湯姆孫實驗”時所提出的兩種效應之一（另外一種叫“負效應”）

製冷效應的定義通俗地講是指氣體經過絕熱節流過程之後溫度降低的現象，定量地講就是焦耳-湯姆孫係數大於0

基本介紹

• 中文名：製冷效應
• 外文名：Refrigeration effect
• 別名：正效應、致冷效應
• 表達式：α>0 
• 提出者：焦耳、湯姆孫 
• 適用領域：物理學

定義

通俗定義

定義：理想氣體經過節流過程之後溫度降低的現象稱為製冷效應

定量定義

定義：理想氣體的焦耳-湯姆孫係數大於0的現象稱為製冷效應

表達式：或

效應的引入

製冷效應的引入需要結合焦耳-湯姆孫實驗的內容進行推導

示意圖

首先，上圖所示的裝置是焦耳-湯姆孫實驗裝置的一部分，在氣流穩定的前提下，我們考察左側的一小部分氣體（圖中節流閥左側，虛線右側之間的氣體），我們再假設這些氣體經過節流閥之後變成了右側的一部分氣體（圖中節流閥右側，虛線左側的氣體）。

我們假設物質的量為的氣體通過節流閥之前壓強為，體積為，溫度為；通過節流閥之後壓強為，體積為，溫度為。

為了讓結論更加一般化，我們設左邊的氣體的“形狀”是一個底面積為，長度為的長方體，右邊的氣體的“形狀”是一個底面積為，長度為的長方體

根據體積功的定義，我們可以知道，氣體從左側通過節流閥進入右側時，左側氣體做功

而且，這些氣體通過節流閥時又要推動右側的氣體做功，即右側的氣體對其做的功為

因此，在整個過程之中，外界對氣體做功

由於焦耳-湯姆孫實驗裝置中的氣缸是絕熱的，因此氣體通過節流閥的過程中，由熱力學第一定律可知氣體的內能增量為

變形得

由焦耳-湯姆孫實驗可以發現氣體經過節流過程之後，溫度、壓強發生了改變，也就是發生了改變，於是焦耳定義了焦耳-湯姆孫係數。並將其中改變數大於0的現象稱作製冷效應，也就是正效應

套用

經過焦耳等人的研究，臨界溫度不太低的氣體如氮氣，氧氣，二氧化碳等氣體在節流之後溫度都會降低

具有製冷效應的氣體通常被用作制冷機的工作物質（製冷劑）例如空調的製冷劑通常是氟利昂

空調