徐志荣 徐 汀 李 晶 张良才 张卫东

①成都军区昆明总医院医学工程科 云南 昆明市 650032

②云南大学物理科学与技术学院 云南 昆明市 650033

1 焦耳-汤姆逊效应

气体通过多孔塞时所发生的温度变化现象，也可泛指较高压强气体经过多孔塞、毛细管、节流阀等装置降为低压气体时发生的温度变化现象。

1852年，焦耳和汤姆逊（Joule-Thomson Principle）设计了一个节流膨胀实验，使温度为T1的气体在一个绝热的圆筒中由给定的高压p1经过多孔塞(如棉花、软木塞等)缓慢地向低压p2膨胀。多孔塞两边的压差维持恒定。膨胀达稳态后，测量膨胀后气体的温度T2。他们发现，在通常的温度T1下，许多气体(氢和氦除外)经节流膨胀后都变冷(T2＜T1)。如果使气体反复进行节流膨胀，温度不断降低，最后可使气体液化。人们称它为焦耳-汤姆逊效应，也称为节流效应。焦耳-汤姆逊效应是一种等焓的绝热不可逆过程。它表示气体在初态时的焓H1=U1+p1V1等于在终态时的焓H2=U2+p2V2（U1、p1、V1及U2、p2、V2分别为气体在初态及终态时的内能、压强及体积），但在中间经历的状态均不是平衡态，对于这些中间状态，不能用H=U+pV来表示。理想气体在节流前后的温度不变，实际气体的温度可升高也可降低，其升温降温的范围随气体种类不同而有很大差异，其温度改变情况通常利用由实验测出的在T-p图中的等焓线求出。图中一条条接近水平的曲线表示了某种气体的等焓线。每一条等焓线上的焓值均相同。节流过程中只要能定出初态时的温度、压强及终态时的压强，即可由所对应的等焓线确定终态的温度。……