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节流膨胀（简称节流）：当气体在管道中流动时，如遇到缩口和调节阀门等局部阻力时，其压力显著下降的现象。如果在节流过程中气体与环境之间没有热量交换，称为绝热节流。

在节流膨胀过程中没有外功的输出，气体在绝热节流时，根据稳定流动能量方程式，可以得出：

h1 = h2，即绝热节流前后的比焓值保持不变，这是节流过程的一个主要特征。

由于节流时，气流内部存在摩擦阻力损耗，它是一个典型的不可逆过程,，其结果将导致熵的增加，这是节流过程的另一个主要特征。

微分节流效应

指节流膨胀过程中实际气体温度随微小压力变化而变化的关系，或称焦耳-汤姆逊效应（Joule-Thomson效应），简称焦-汤效应（J-T效应），可用αh表示：

积分节流效应

指节流膨胀过程的全部温降，可用ΔT表示：

理想气体节流时，△u=0，△h=0，△T=0，这说明理想气体的节流过程前后比焓和温度均不变。

而实际气体的比焓不仅是温度的函数,也是压力的函数，节流后的温度T2可大于、等于或小于节流前的温度T1。大多数实际气体在室温下的节流过程中都有冷却效应，即通过节流元件后温度降低，这种温度变化叫做正焦耳-汤姆逊效应。少数气体在室温下节流后温度升高，这种温度变化叫做负焦耳-汤姆逊效应。微分节流效应与气体的种类及所处的状态有关，微分节流效应为零时压力与温度的对应关系曲线称为转化曲线。

气体节流膨胀的转化曲线

转化曲线把p-T平面分为两个区：制热区和制冷区。在制热区内，微分节流效应为负值，在制冷区内为正值。对于积分节流效应的情况与微分节流效应有所区别。，这取决于节流开始的状态和节流后的压力。一般气体的Tmax都高于环境温度，如氮气(604K)，在环境温度下节流都有可能使之温度降低。但氦气 (46K)、氢气 (204K)和氖气(205k)，它们的Tmax远低于环境温度，在环境温度下节流是不能让它们降温的。若要使它们温度降低必须采用预冷到Tmax之后再节流的办法或用膨胀机膨胀的办法或绝热放气的办法。

物质有三种集态：气态、液态和固态。物质集态的改变称为相变。相变过程中，由于物质分子重新排列和分子热运动速度的改变，会吸收或放出潜量。物质发生从质密态到质稀态的相变时，将吸收潜热；当它发生由质稀态向质密态的相变时，放出潜热。相变制冷就是利用前者的吸热效应而实现的。

物质的三种集态：气态、液态和固态

相变制冷分为液体气化制冷、固体熔化制冷与固体升华制冷。

液体气化制冷：液体汽化成蒸气的过程吸收热量，从而达到制冷的目的。

由于液体自身具有流动性，液体气化制冷被广泛应用。为了使液体气化制冷连续不断地工作，则必须依靠制冷循环，使低压下蒸发汽化的制冷剂升压液化，再通过高压液体降压汽化成蒸气的过程吸收热量，从而达到连续制冷的目的，是制冷技术中使用的主要方法。

固体熔化制冷：用制冷机制备好纯水冰或溶液冰，把纯水冰或溶液冰移到需要冷却的地方，依靠吸收热量使它们融化，就可使被冷却对象降温。

纯水冰的融化温度为0℃。利用纯水冰融化只能使被冷却的物体保持0℃以上的温度。

溶液冰是指由共晶溶液冻结成的冰，也称共晶冰。将共晶溶液充灌在密封容器里，并将它冻结成固体，即得到溶液冰。在共晶固体未完全融化成液体之前，它的温度是不变的，称为共晶温度。共晶温度低于0℃的共晶冰，通常应用于无机械制冷的冷藏汽车中；共晶温度高于0℃的共晶冰，通常作为储能空调系统的储能介质。

固体升华制冷：一般利用干冰（即固体二氧化碳）的升华过程来制冷。干冰可以由高压液体二氧化碳用降压法得到外。

无论纯水冰、干冰或溶液冰，因不具备流动性，都不能利用它们的融化或升华过程来组成制冷机的循环，一旦固体全部相变，冷却过程即告终止。