Как работает эффект Джоуля-Томсона в газовых средах?

Эффект Джоуля-Томсона в газовых средах работает следующим образом: при адиабатическом расширении газа, например, при его прохождении через пористую перегородку, происходит изменение его температуры. 24

При взаимном притяжении молекул внутренняя энергия газа включает как кинетическую энергию молекул, так и потенциальную энергию их взаимодействия. 4 Расширение газа в условиях энергетической изоляции не меняет его внутренней энергии, но приводит к росту потенциальной энергии взаимодействия молекул (поскольку расстояния между ними увеличиваются) за счёт кинетической. 4 В результате тепловое движение молекул замедляется, температура расширяющегося газа понижается. 4

Эффект Джоуля-Томсона принято называть положительным, если газ в процессе дросселирования охлаждается, и отрицательным, если газ нагревается. 4

Интенсивность эффекта зависит от состава газа, перепада давления и начальной температуры газа. 3 Например, при комнатной температуре все газы, кроме водорода, гелия и неона, охлаждаются при расширении, а температура этих трёх газов повышается при продавливании через пористую пробку при комнатной температуре, но снижается при более низких температурах. 1

Эффект Джоуля-Томсона используется в технике для сжижения газов: когда сжатый газ расширяется через пористую перегородку или щель, работа расширения газа выполняется благодаря его внутренней энергии, поэтому газ охлаждается. 3