ジュール＝トムソン効果
ジュール=トムソン膨張は外部と熱のやり取りを行わない断熱過程であるが、不可逆過程でありエントロピーは増加する。一方で始状態と終状態でエンタルピーは変化せず、等エンタルピー過程であるといえる。圧力と温度で表した状態空間(T-p 図)上に等エンタルピー曲線を描いたとき、この曲線の傾き
μ J-T = ( ∂ T ∂ p ) H {\displaystyle \mu _{\text{J-T}}=\left({\frac {\partial T}{\partial p}}\right)_{H}}
はジュール=トムソン係数(Joule–thomson coefficient)と呼ばれ、ジュール=トムソン効果を測る指標となる。 係数とはいうが、平衡状態に依存して決まる状態量であり、一般には温度と圧力の関数として表される。 気体の膨張、すなわち圧力の低下(Δp < 0)に伴って温度は
Δ T ≃ μ J-T Δ p {\displaystyle \Delta T\simeq \mu _{\text{J-T}}\,\Delta p}
と変化する。μJ-T > 0 のとき ΔT < 0 であり、膨張に伴って温度は下降する。逆に μJ-T < 0 のときは ΔT > 0 であり、膨張に伴って温度は上昇する。従って、逆転温度において μJ-T = 0 である。
ジュール=トムソン係数は、熱力学的状態方程式を用いると