Joule-Thomsonov učinak

Joule-Thomsonov učinak, Joule-Kelvinov učinak (engl. Joule-Thomson effect; njem. Joule-Thompson-Effekt; rus. эффект Джоуля-Томсона), promjena temperature plina pri ireverzibilnoj adijabatskoj ekspanziji s visokoga tlaka na niski tlak. Joule-Thomsonov koeficijent omjer je tih promjena:

$$\mu ={\left(\frac{\mathrm{\partial }T}{\mathrm{\partial }p}\right)}_H,$$

uz stalnu → entalpiju H, gdje je T termodinamička temperatura, a p tlak plina. Iznad određene prijelomne temperature (ovisne o tlaku) taj je koeficijent pozitivan (nakon ekspanzije temperatura padne), a ispod je negativan (nakon ekspanzije temperatura poraste). Za mnoge je plinove (zrak, ugljikov dioksid i dr.) taj koeficijent pozitivan na sobnoj temperaturi. Učinak se primjenjuje, npr. za hlađenje zraka do ukapljenja pri ekspanziji zraka s visokoga tlaka na atmosferski tlak, a niskotemperaturnom destilacijom kapljevine ukapljuje se dušik, kisik, argon i dr. Za neke je plinove (npr. helij i vodik) taj koeficijent negativan na sobnoj temperaturi. Ukapljuju se tako da se prvo ohlade, npr. ukapljenim dušikom, a zatim ekspandiraju. Učinak su otkrili 1852. J. P. Joule i lord Kelvin (građansko ime W. Thomson).