ジュール実験とジュール・トムソン実験

断熱系を考えます。チャンバーAは一定の温度、圧力、体積でガスで満たされ、チャンバーBは空です。

気体がAの高圧領域からBの低圧領域へと硬質多孔質バリアを通過すると、膨張し、体積と温度が変化し、その結果として内部エネルギーも変化します。

熱が移動しないため、内部エネルギーの変化は気体に対して行う仕事と気体による仕事の差に等しい。

項の配置を変え、和U + pVをエンタルピーに置き換えると、この過程はイセンタルピーであることがわかります。

この膨張中にガスが冷えるか温まるかは、ジュール・トムソン係数 �� に依存します。これは、エンタルピーが一定のテンタルピー下で圧力に応じて温度が変化する速度として定義されます。

また、一定温度での圧力によるエンタルピー変化の負の値を、定圧時の熱容量で割った値としても表せます。

理想気体の場合、μはゼロなので、膨張によって温度変化は起こりません。しかし実際の気体の場合、��は正または負であり、膨張中の冷却や加熱を意味します。