В физике адиабатический процесс термодинамический процесс в котором нет теплопередача в систему или из нее и обычно получается путем окружения всей системы сильно изолирующим материала или проведения процесса так быстро, что нет времени для значительной передачи тепла место.
Применяя первый закон термодинамики к адиабатическому процессу мы получаем:
дельта-С дельта-U это изменение внутренней энергии и W это работа, проделанная системой, что мы видим следующие возможные результаты. Система, которая расширяется в адиабатических условиях, выполняет положительную работу, поэтому внутренняя энергия уменьшается, и система, которая сжимается в адиабатических условиях, выполняет отрицательную работу, поэтому внутренняя энергия увеличивается.
Удары сжатия и расширения в двигателе внутреннего сгорания являются примерно адиабатическими процессами, что незначительные теплопередачи за пределы системы незначительны, и практически все изменения энергии идут на перемещение поршень.
Адиабатические и температурные колебания в газе
Когда газ сжимается в результате адиабатических процессов, он вызывает повышение температуры газа в процессе, известном как адиабатический нагрев; однако расширение в результате адиабатических процессов против пружины или давления вызывает падение температуры в процессе, называемом адиабатическим охлаждением.
Адиабатический нагрев происходит, когда газ находится под давлением благодаря работе, выполняемой над ним его окружением, таким как сжатие поршня в топливном цилиндре дизельного двигателя. Это также может происходить естественным образом, например, когда воздушные массы в атмосфере Земли давят на поверхность, как склон на горный хребет, вызывающий повышение температуры из-за работы, проделанной над массой воздуха, чтобы уменьшить его объем по отношению к масса земли
Адиабатическое охлаждение, с другой стороны, происходит, когда происходит расширение в изолированных системах, что вынуждает их работать на окружающих их участках. В примере с воздушным потоком, когда давление в этой массе воздуха снижается за счет подъема ветрового потока, его объему позволяют распространяться обратно, снижая температуру.
Шкалы времени и адиабатический процесс
Хотя теория адиабатического процесса справедлива при наблюдении в течение длительных периодов времени, меньшие временные масштабы делают адиабатическим невозможно в механических процессах - поскольку не существует идеальных изоляторов для изолированных систем, тепло всегда теряется при работе сделано.
В общем, адиабатические процессы предполагаются такими, в которых сохраняется чистый результат температуры без изменений, хотя это не обязательно означает, что тепло не передается на протяжении процесс. Меньшие временные шкалы могут выявить незначительную передачу тепла через границы системы, которые в конечном итоге выровняются в ходе работы.
Такие факторы, как интересующий процесс, скорость рассеивания тепла, объем работы, которая снижается, и количество тепла, потерянного из-за несовершенной изоляции, могут повлиять на результат нагрева передача в общем процессе, и по этой причине предположение о том, что процесс является адиабатическим, основано на наблюдении за процессом теплообмена в целом, а не за его меньшим частей.