節流膨脹（簡稱節流）：當氣體在管道中流動時，如遇到縮口和調節閥門等局部阻力時，其壓力顯著下降的現象。如果在節流過程中氣體與環境之間沒有熱量交換，稱為絕熱節流。

制冷系統在節流膨脹過程中沒有外功的輸出，因此，氣體在絕熱節流時，根據穩定流動能量方程式，可以得出：

h1 = h2，即絕熱節流前后的比焓值保持不變，這是節流過程的一個主要特征。

由于節流時，氣流內部存在摩擦阻力損耗，所以它是一個典型的不可逆過程, ，其結果將導致熵的增加，這是節流過程的另一個主要特征。

微分節流效應

指節流膨脹過程中實際氣體溫度隨微小壓力變化而變化的關系，或稱焦耳-湯姆遜效應（Joule-Thomson效應），簡稱焦-湯效應（J-T效應），可用αh表示：

積分節流效應

指節流膨脹過程的全部溫降，可用ΔT表示：

理想氣體節流時，△u=0，△h=0，△T=0，這說明理想氣體的節流過程前后比焓和溫度均不變。

而實際氣體的比焓不僅是溫度的函數, 而且也是壓力的函數，節流后的溫度T₂可大于、等于或小于節流前的溫度T₁。大多數實際氣體在室溫下的節流過程中都有冷卻效應，即通過節流元件后溫度降低，這種溫度變化叫做正焦耳-湯姆遜效應。少數氣體在室溫下節流后溫度升高，這種溫度變化叫做負焦耳-湯姆遜效應。微分節流效應與氣體的種類及所處的狀態有關，微分節流效應為零時壓力與溫度的對應關系曲線稱為轉化曲線。

氣體節流膨脹的轉化曲線

轉化曲線把p-T平面分為兩個區：制熱區和制冷區。在制熱區內，微分節流效應為負值，在制冷區內為正值。對于積分節流效應的情況與微分節流效應有所區別。，這取決于節流開始的狀態和節流后的壓力。一般氣體的Tmax都高于環境溫度，如氮氣 (604K)，因此在環境溫度下節流都有可能使之溫度降低。但氦氣 (46K)、氫氣 (204K)和氖氣 (205k)，它們的Tmax遠低于環境溫度，因此，在環境溫度下節流是不能讓它們降溫的。若要使它們溫度降低必須采用預冷到Tmax之后再節流的辦法或用膨脹機膨脹的辦法或絕熱放氣的辦法。