El proceso de expansión adiabática de un fluido (gas o líquido) bajo una presión más alta a una presión más baja a través de un tapón poroso (o válvula de mariposa) se llama expansión estranguladora.
O el proceso de expansión de la válvula a baja presión después de haber sido obstaculizada hasta cierto punto.
En 1852, Joule y Thomson diseñaron un experimento de expansión estranguladora en el que se hacía pasar gas con una temperatura T1 a través de un tapón poroso (como algodón, corcho, etc.) a una alta presión dada p1 en un proceso adiabático. cilindro ) se expande lentamente a baja presión p2. La diferencia de presión a través del tapón poroso permanece constante. Después de que la expansión alcance un estado estable, mida la temperatura T2 del gas expandido. Descubrieron que a la temperatura habitual T1, muchos gases (excepto el hidrógeno y el helio) se enfrían (T2lt; T1) después de la estrangulación y la expansión. Si el gas se estrangula y expande repetidamente, la temperatura continúa disminuyendo y finalmente el gas puede licuarse.
La expansión del acelerador sigue siendo un método importante para el gas licuado en la industria. Por ejemplo, el método Linde. Según el principio de la termodinámica, en el experimento de Joule-Thomsen, el sistema realiza trabajo sobre el medio ambiente: W=p2V2-p1V1, V1 y V2 son los volúmenes del estado inicial y del estado final respectivamente. Q=0, entonces ΔU=-(p2V2-plV1); U2 p2V2=U1 p1V1; Por lo tanto, la esencia termodinámica del experimento de Joule-Thomson (conocido como experimento de Jiaotang) es que la entalpía no cambia o es un proceso isentálpico.
En vista de que el experimento de expansión libre de Joule en 1843 no era lo suficientemente preciso, en 1852 Joule y Thomson diseñaron un experimento de expansión estranguladora para observar los cambios de temperatura que se producían cuando el gas real se expandía. El experimento es el siguiente: en el medio de un cilindro circular aislado, se coloca un tapón poroso rígido, de modo que el gas se estrangula y se expande lentamente a través del tapón poroso, y se puede mantener una cierta diferencia de presión en ambos lados del tapón poroso. Durante el experimento, la presión Y un cierto gas con temperaturas constantes p1 y t1 presiona continuamente el tapón poroso, de modo que la presión del gas en el lado derecho del tapón poroso es constante p2, y p1gt desde los poros. del tapón poroso son muy pequeños, el gas sólo puede fluir lentamente. Cuando el lado izquierdo ingresa al lado derecho, la diferencia de presión de p1 a p2 se produce básicamente en el tapón poroso. Debido al efecto estrangulador del tapón poroso, la presión. de la parte p1 del ventrículo izquierdo y la parte p2 de baja presión del ventrículo derecho se pueden mantener constantes, es decir, son p1 y p2 respectivamente. Este proceso de expansión adiabática que mantiene una cierta diferencia de presión se llama expansión de estrangulamiento.