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Accueil/Thermodynamique/Effet Joule–Thomson

Effet Joule–Thomson

Laminage isenthalpique : pour un gaz parfait, ΔT = 0 ; coefficient μ_JT pédagogique et courbe d’inversion pour un gaz réel.

Laminage

300 K
50 bar
5 bar

Mesures

ΔP-45.0 bar
ΔT0.000 K
T aval300.00 K

À propos du modèle

L’effet Joule–Thomson est la variation de température d’un gaz lors d’un laminage isenthalpique : écoulement à travers une vanne ou un bouchon poreux, travail utile négligeable et Q̇ ≈ 0 en régime permanent. Pour un gaz parfait, l’enthalpie ne dépend que de la température, donc ΔT = 0 lorsque la pression chute. Pour un gaz réel, le coefficient μ_JT = (∂T/∂P)_H change de signe sur la courbe d’inversion : en dessous, la détente refroidit le gaz — c’est la base du cycle de Linde après un prérefroidissement. Le mode « gaz réel » ne donne ici que le signe et l’ordre de grandeur de ΔT, pas une table de propriétés.

Public : Thermodynamique de licence : premier principe pour un écoulement, laminage, liquéfaction des gaz.

Notions clés

  • effet Joule–Thomson
  • laminage
  • processus isenthalpique
  • gaz parfait
  • courbe d’inversion
  • coefficient de Joule–Thomson
  • régime permanent

Comment ça marche

Lors d’un laminage en régime permanent, Q̇ ≈ 0 et la puissance utile ≈ 0, donc l’enthalpie est presque la même avant et après. Pour un gaz parfait, H = H(T), d’où ΔT = 0 lorsque P chute. Si l’on décoche « gaz parfait », on active un μ_JT pédagogique et l’échelle d’inversion T_inv : pour T < T_inv, la détente (ΔP < 0) refroidit — qualitativement comme un gaz réel sous la courbe d’inversion. La pression aval est toujours inférieure à la pression amont.

Formules

ΔH ≈ 0 · gaz parfait : H(T) ⇒ ΔT = 0 · réel : ΔT ≈ μ_JT ΔP

Questions fréquentes

Le gaz fournit-il un travail en se détendant dans la vanne ?
Dans le bilan intégral d’un volume de contrôle sans travail d’arbre, le travail utile est nul. L’irréversibilité dissipe l’énergie utilisable ; pour un gaz parfait, l’enthalpie (et la température) ne changent presque pas.
Le coefficient μ_JT est-il exact pour l’azote ?
Non. Il faut une équation d’état et des tables. Le curseur montre le signe et un refroidissement ou un échauffement qualitatif.