絕熱膨脹

熱膨脹是指與外界沒有熱量交換，但氣體對外界做功，氣體膨脹。根據熱力學第一定律，可證明這是等熵過程，在這個過程中氣體體積增大，壓強降低，因而溫度降低。所以絕熱膨脹經常用於降低氣體的溫度，起到冷凍的效應。

降溫原理

絕熱膨脹過程中，氣體的體積V增大，壓強p降低，等熵過程的溫度隨壓強的變化而變化。過程可用等熵效應係數來衡量。又由於系統不和外界交換熱量，即dQ=0，故由熱力學第一定律，氣體的溫度必然降低。

從能量轉化的角度看，氣體在絕熱膨脹過程中減少其內能而對外做功，膨脹後氣體分子間的平均距離增大，吸力的影響減弱而使分子間的互作用能量有所增加。內能既減少，相互作用能量又增加，分子的平均動能必減少，因而氣體的溫度下降，起到冷凍的效果。

壓縮—絕熱膨脹法

絕熱膨脹法是德國科學家林德等人在征服“永久氣體”的過程中研究發現的。壓縮—絕熱膨脹法的過程是先向容器里裝入氣體，施加高壓，通過外界做功，使氣體體積變小，氣體分子運動加快（增加分子的平均動能），溫度升高，接著通過冷卻劑的蒸發吸熱，帶走熱量，把受壓氣體冷卻到原來的溫度。然後斷絕容器（系統）與外界的熱交換，讓受壓的氣體通過狹窄的口子急劇膨脹，對外做功，由於從外界吸收的熱量為零，因此只能減少自身的內能，從而達到降溫的目的。