In fisica, un processo adiabatico è un processo termodinamico in cui non c'è trasferimento termico dentro o fuori da un sistema ed è generalmente ottenuto circondando l'intero sistema con un forte isolamento materiale o eseguendo il processo così rapidamente che non c'è tempo per un significativo trasferimento di calore posto.
Applicando il prima legge della termodinamica ad un processo adiabatico, otteniamo:
delta-Since delta-U è il cambiamento di energia interna e W è il lavoro svolto dal sistema, ciò che vediamo i seguenti possibili risultati. Un sistema che si espande in condizioni adiabatiche fa un lavoro positivo, quindi il Energia interna diminuisce e un sistema che si contrae in condizioni adiabatiche fa un lavoro negativo, quindi aumenta l'energia interna.
I colpi di compressione ed espansione in un motore a combustione interna sono entrambi processi approssimativamente adiabatici: cosa i piccoli trasferimenti di calore al di fuori del sistema sono trascurabili e praticamente tutto il cambiamento di energia va in movimento pistone.
Fluttuazioni adiabatiche e di temperatura nel gas
Quando il gas viene compresso attraverso processi adiabatici, provoca l'aumento della temperatura del gas attraverso un processo noto come riscaldamento adiabatico; tuttavia, l'espansione attraverso processi adiabatici contro una molla o pressione provoca un calo di temperatura attraverso un processo chiamato raffreddamento adiabatico.
Il riscaldamento adiabatico si verifica quando il gas viene pressurizzato dal lavoro svolto su di esso dai suoi dintorni come la compressione del pistone nel cilindro di un motore diesel. Questo può accadere anche naturalmente come quando le masse d'aria nell'atmosfera terrestre premono su una superficie come una pendenza su un catena montuosa, causando l'aumento delle temperature a causa del lavoro svolto sulla massa d'aria per ridurre il suo volume contro il massa terrestre.
Il raffreddamento adiabatico, d'altra parte, si verifica quando si verifica l'espansione su sistemi isolati, che li costringono a lavorare nelle aree circostanti. Nell'esempio del flusso d'aria, quando quella massa d'aria viene depressurizzata da un ascensore in una corrente del vento, il suo volume viene lasciato fuoriuscire, riducendo la temperatura.
Scale temporali e processo adiabatico
Sebbene la teoria del processo adiabatico regge quando osservata per lunghi periodi di tempo, scale temporali più piccole rendono adiabatico impossibile nei processi meccanici: dal momento che non esistono isolanti perfetti per sistemi isolati, il calore viene sempre perso quando si lavora fatto.
In generale, si presume che i processi adiabatici siano quelli in cui permane l'esito netto della temperatura inalterato, anche se ciò non significa necessariamente che il calore non venga trasferito in tutto il processi. Scale temporali più piccole possono rivelare il trasferimento minuto di calore oltre i confini del sistema, che alla fine si bilanciano nel corso del lavoro.
Fattori come il processo di interesse, il tasso di dissipazione del calore, la quantità di lavoro diminuita e la quantità di calore persa a causa dell'isolamento imperfetto possono influenzare l'esito del calore trasferimento nel processo complessivo, e per questo motivo, l'assunto che un processo sia adiabatico si basa sull'osservazione del processo di trasferimento di calore nel suo complesso anziché sul suo minore parti.