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Effet Joule-Thomson

Changement de température d’un gaz réel lorsqu’il est détendu de façon isenthalpique. From Wikipedia, the free encyclopedia

En physique, l'effet Joule-Thomson, ou effet Joule-Kelvin, est la variation de température d'un gaz quand celui-ci subit une détente isenthalpique[1].

L'effet porte le nom des physiciens britanniques James Prescott Joule et William Thomson (Lord Kelvin) qui ont réalisé pour la première fois en 1852 la détente de Joule-Thomson[2].

Coefficient de Joule-Thomson

Courbe d'inversion de Joule-Thomson (en rouge) de l'azote dans un diagramme température-pression. La courbe bleue est la courbe d'équilibre liquide-vapeur. La température maximale d'inversion de Joule-Thomson de l'azote se situe vers 620 K. Lors d'une détente, la température du gaz diminue si et augmente si .

Lors de la détente d'un gaz, la pression diminue et la température peut augmenter ou diminuer. Le coefficient de Joule-Thomson est défini, à enthalpie constante, par[3] :

Coefficient de Joule-Thomson :

avec :

Dans un processus isenthalpique où la pression diminue (dans une détente de Joule-Thomson), lorsque la température diminue ; lorsque 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 aux basses pressions et aux hautes pressions. Le lieu des points auxquels le coefficient 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 à toute pression.

Davantage d’informations Si ...
Effet Joule-Thomson.
Si est puisque est alors doit être donc le gaz
positif toujours négatif négatif se refroidit
négatif positif se réchauffe
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Applications

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 [2].

Notes et références

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