En physique, un processus adiabatique est un processus thermodynamique où il n'y a pas transfert de chaleur dans ou hors d'un système et est généralement obtenu en entourant l'ensemble du système d'un isolant fortement matériau ou en effectuant le processus si rapidement qu'il n'y a pas de temps pour un transfert de chaleur important à prendre endroit.
Appliquer le première loi de la thermodynamique à un processus adiabatique, on obtient:
delta-Depuis delta-U est le changement d'énergie interne et W est le travail effectué par le système, ce que nous voyons les résultats possibles suivants. Un système qui se développe dans des conditions adiabatiques fait un travail positif, donc le énergie interne diminue, et un système qui se contracte dans des conditions adiabatiques fait un travail négatif, donc l'énergie interne augmente.
Les courses de compression et de détente dans un moteur à combustion interne sont toutes deux des processus approximativement adiabatiques les petits transferts de chaleur à l'extérieur du système sont négligeables et pratiquement tout le changement d'énergie est piston.
Fluctuations adiabatiques et de température du gaz
Lorsque le gaz est comprimé par des processus adiabatiques, il fait monter la température du gaz grâce à un processus appelé chauffage adiabatique; cependant, l'expansion par des processus adiabatiques contre un ressort ou une pression provoque une baisse de température grâce à un processus appelé refroidissement adiabatique.
Le chauffage adiabatique se produit lorsque le gaz est mis sous pression par le travail effectué sur lui par son environnement, comme la compression du piston dans le cylindre de carburant d'un moteur diesel. Cela peut également se produire naturellement comme lorsque des masses d'air dans l'atmosphère terrestre se pressent sur une surface comme une pente sur un chaîne de montagnes, provoquant une augmentation des températures en raison du travail effectué sur la masse d'air pour diminuer son volume masse terrestre.
Le refroidissement adiabatique, d'autre part, se produit lorsque l'expansion se produit sur des systèmes isolés, ce qui les oblige à travailler sur leurs zones environnantes. Dans l'exemple du flux d'air, lorsque cette masse d'air est dépressurisée par un ascenseur dans un courant de vent, son volume est autorisé à se disperser, ce qui réduit la température.
Échelles de temps et processus adiabatique
Bien que la théorie du processus adiabatique résiste lorsqu'elle est observée sur de longues périodes, des échelles de temps plus petites rendent adiabatique impossible dans les processus mécaniques - puisqu'il n'y a pas d'isolateurs parfaits pour les systèmes isolés, la chaleur est toujours perdue lorsque le travail est terminé.
En général, les processus adiabatiques sont supposés être ceux où le résultat net de la température reste pas affecté, bien que cela ne signifie pas nécessairement que la chaleur n'est pas transférée dans processus. Des échelles de temps plus petites peuvent révéler le transfert minute de chaleur au-dessus des limites du système, qui finit par s'équilibrer au cours du travail.
Des facteurs tels que le processus d'intérêt, le taux de dissipation de chaleur, la quantité de travail en panne et la quantité de chaleur perdue par une isolation imparfaite peuvent affecter le résultat de la chaleur transfert dans le processus global, et pour cette raison, l'hypothèse selon laquelle un processus est adiabatique repose sur l'observation du processus de transfert de chaleur dans son ensemble au lieu de sa plus petite les pièces.