Efekt Joule’a-Thomsona

W procesie Joule’a-Thomsona gaz jest przeciskany z obszaru o ciśnieniu $p_1$ do obszaru o ciśnieniu $p_2,$ przy czym: $p_1>p_2$

Zależność współczynnika Joule’a-Thomsona od temperatury dla wybranych gazów przy ciśnieniu atmosferycznym

Efekt Joule’a-Thomsona – zmiana temperatury gazu rzeczywistego podczas izentalpowego rozprężania gazu przez porowatą przegrodę (dławienie) z obszaru o wyższym ciśnieniu do obszaru o ciśnieniu niższym. Dla gazu idealnego temperatura nie ulega zmianie, dla gazów rzeczywistych w zależności od gazu i jego warunków może następować wzrost lub spadek temperatury.

Zmiana temperatury jest zależna od tzw. współczynnika Joule’a-Thomsona:

$\mu ={\left(\frac{\partial T}{\partial p}\right)}_H=\frac{1}{n{C}_p}[T{\left(\frac{\partial V}{\partial T}\right)}_p-V],$

gdzie:

$n$ – liczba moli gazu,

$C_p$ – ciepło molowe gazu,

$H$ – entalpia.

Gdy $\mu$ jest ujemny, temperatura gazu w procesie Joule’a-Thomsona rośnie, zaś dla dodatniego $\mu$ temperatura maleje. W przypadku gazu doskonałego, współczynnik Joule’a-Thomsona jest tożsamościowo równy zeru. Zależności te prezentuje poniższa tabela:

Znak współczynnika	Zakres temperatur	Zmiana temperatury	Uwagi
$\mu >0$	niskie	$\mathrm{\Delta }T<0$	tzw. dodatni efekt
$\mu <0$	wysokie	$\mathrm{\Delta }T>0$	tzw. ujemny efekt

Dodatni efekt Joule’a-Thomsona wykorzystuje się do schładzania gazów oraz do skraplania gazów.