termodynamika: adiabatický proces

ve fyzice je adiabatický proces termodynamický proces, při kterém nedochází k přenosu tepla do nebo ze systému a obvykle se získá obklopením celého systému silně izolačním materiálem nebo provedením procesu tak rychle, že není čas na významný přenos tepla.

Použití prvního zákon termodynamiky k adiabatickému procesu, získáme:

delta-Protože delta-U je změna vnitřní energie a W je práce systému, vidíme následující možné výsledky. Systém, který se rozpíná za adiabatických podmínek, vykonává pozitivní práci, takže vnitřní energie klesá, a systém, který se za adiabatických podmínek smršťuje, vykonává negativní práci, takže vnitřní energie se zvyšuje.

Tahy komprese a expanze ve vnitřním prostředí – spalovací motor jsou oba přibližně adiabatické procesy – to málo přenosů tepla mimo systém je zanedbatelné a prakticky veškerá změna energie jde do pohybu pístu.

Adiabatické a teplotní výkyvy v plynu
Když plyn je stlačován adiabatickými procesy, způsobuje nárůst teploty plynu procesem známým jako adiabatický ohřev; expanze adiabatickými procesy proti pružině nebo tlaku však způsobí pokles teploty procesem zvaným adiabatické chlazení.

Adiabatické zahřívání nastává, když je plyn pod tlakem prací, kterou na něm provádí jeho okolí, jako je komprese pístu v palivovém válci vznětového motoru. K tomu může také dojít přirozeně, jako když vzduchové hmoty v zemské atmosféře tlačí dolů na povrch jako svah v pohoří, což způsobí, že teploty vzrostou kvůli práci vykonané na hmotnosti vzduchu ke snížení jeho objemu proti pevnině.

Adiabatické chlazení na druhé straně nastává, když dojde k expanzi v izolovaných systémech, což je nutí k práci na okolních oblastech. V příkladu proudění vzduchu, kdy je tato hmotnost vzduchu odtlakována výtahem ve větrném proudu, je umožněno, aby se jeho objem rozšířil zpět ven, čímž se sníží teplota.

Časové stupnice a adiabatický proces
Ačkoli teorie adiabatického procesu obstojí, je-li pozorována po dlouhou dobu, menší časové stupnice znemožňují adiabatiku u mechanických procesů – protože neexistují dokonalé izolátory pro izolované systémy, teplo se při práci vždy ztratí.

Obecně se za adiabatické procesy považují ty, u nichž čistý výsledek teploty zůstává nedotčen, i když to nutně neznamená, že se teplo během procesu nepřenáší. Menší časové stupnice mohou odhalit minutový přenos tepla přes hranice systému, což se v průběhu práce nakonec vyrovná.

Faktory, jako je proces zájmu, rychlost odvodu tepla, kolik práce je a množství tepla ztraceného nedokonalou izolací může ovlivnit výsledek přenosu tepla v celém procesu, a proto se předpoklad, že je proces adiabatický, spoléhá na pozorování procesu přenosu tepla jako celku namísto jeho menší části.

https://www.khanacademy.org/science/physics/thermodynamics/laws-of-thermodynamics/v/work-done-by-isothermic-process