Effet Joule-Thomson

Lors de la détente d'un gaz, la pression ${\displaystyle P}$ diminue et la température ${\displaystyle T}$ peut augmenter ou diminuer. Le coefficient de Joule-Thomson ${\displaystyle \mu _{\rm {JT}}}$ est défini, à enthalpie ${\displaystyle H}$ constante, par^[3] :

Coefficient de Joule-Thomson : ${\displaystyle \mu _{\rm {JT}}=\left({\partial T \over \partial P}\right)_{H}={\left(\alpha T-1\right)V \over C_{P}}}$

avec :

Dans un processus isenthalpique où la pression diminue (dans une détente de Joule-Thomson), lorsque ${\displaystyle \mu _{\rm {JT}}>0}$ la température diminue ; lorsque ${\displaystyle \mu _{\rm {JT}}<0}$ elle augmente. Pour tout gaz, dans un diagramme pression-température représentant des courbes isenthalpiques, il existe une plage de températures dans laquelle, à température donnée, on a ${\displaystyle \mu _{\rm {JT}}>0}$ aux basses pressions et ${\displaystyle \mu _{\rm {JT}}<0}$ aux hautes pressions. Le lieu des points auxquels le coefficient ${\displaystyle \mu _{\rm {JT}}=0}$ est appelé courbe d'inversion de Joule-Thomson. La température maximale de la courbe d'inversion, à pression nulle, est appelée température maximale d'inversion de Joule-Thomson : pour des températures plus élevées, on a ${\displaystyle \mu _{\rm {JT}}<0}$ à toute pression.

Davantage d’informations Si ...

Effet Joule-Thomson.

Si ${\displaystyle \mu _{\text{JT}}}$ est	puisque ${\displaystyle \partial P}$ est	alors ${\displaystyle \partial T}$ doit être	donc le gaz
positif	toujours négatif	négatif	se refroidit
négatif		positif	se réchauffe

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L'effet Joule-Thomson est utilisé dans des procédés de liquéfaction des gaz, notamment le procédé Linde, par exemple pour fabriquer de l'oxygène ou de l'azote liquide. Ces procédés exploitent le domaine de pression-température des gaz dans lequel la température diminue lors de la détente, soit ${\displaystyle \mu _{\rm {JT}}>0}$^[2].