Hvad er en adiabatisk proces?
I fysik er en adiabatisk proces et system, der ikke udveksler varme med dets miljø. Dette betyder, at når systemet udfører arbejde - hvad enten det drejer sig om bevægelse eller mekanisk arbejde - gør det ideelt set ikke omgivelserne varmere eller køligere. For systemer, der involverer gasser, kræver en adiabatisk proces normalt ændringer i tryk for at skifte temperatur uden at påvirke det omgivende miljø. I jordens atmosfære vil luftmasser gennemgå adiabatisk ekspansion og køle ned, eller de vil opleve adiabatisk komprimering og varme op. Ingeniører har designet forskellige motorer med processer, der mindst er delvist adiabatiske.
En adiabatisk proces er en termodynamisk proces, hvor et system ikke får eller mister varme til det omgivende miljø. En termodynamisk proces kan forstås som en måling af energiændringer i et system, taget fra en begyndelsestilstand til en sluttilstand. Ved anvendelser af termodynamik kan et system være et hvilket som helst klart defineret rum med et ensartet sæt egenskaber, hvad enten det er en planet, en luftmasse, en dieselmotor eller universet. Selvom systemer har mange termodynamiske egenskaber, er den vigtige her temperaturændring, målt ved varmeforstærkning eller varmetab.
En ændring i et systems indre energi vil ske, når dette system udfører arbejde, som når en maskine, der er drevet af forbrænding, bevæger sine dele. I adiabatiske processer, der involverer de fleste atmosfæriske gasser, såsom luft, får komprimering af gassen i systemet gassen til at varme, mens ekspansion afkøler den. Nogle dampmaskiner har draget fordel af denne proces til at øge trykket og dermed temperaturen og betragtes som adiabatiske motorer. Forskere klassificerer adiabatiske processer - fra maskiner til vejrsystemer - alt efter om de er reversible til deres oprindelige temperatur eller ikke.
I en adiabatisk proces forekommer en temperaturændring kun på grund af det arbejde, den udfører, men ikke på grund af varmetab til dets miljø. Stigende luft afkøles uden at miste varme til de tilstødende luftmasser. Det afkøles, fordi atmosfæretrykket, som komprimerer og opvarmer luften tættere på jordoverfladen, falder med højden. Når trykket på en gas reduceres, vil det ekspandere, og termodynamiske love betragter ekspansion som værende. Når luftmassen udvides og udfører arbejde, mister den ikke varme til andre luftmasser, der kan have meget forskellige temperaturer, og dermed gennemgår en adiabatisk proces.
Det er næsten umuligt for et perfekt adiabatisk system at eksistere, fordi noget varme normalt tabes. Der er matematiske ligninger, som forskere bruger til at modellere adiabatiske processer, der antager et perfekt system for nemheds skyld. Disse skal justeres, når du planlægger faktiske motorer eller enheder. Det modsatte af en adiabatisk proces er en isotermisk proces, hvor varme overføres uden for systemet til det omgivende miljø. Hvis en gas ekspanderer frit uden for et system med reguleret tryk, gennemgår den en isotermisk proces.