Vad är en adiabatisk process?

I fysik är en adiabatisk process ett system som inte utbyter värme med sin miljö.Detta betyder när systemet utför arbete mdash;vare sig rörelse eller mekaniskt arbete mdash;Det gör idealiskt inte sin omgivning varmare eller svalare.För system som involverar gaser kräver en adiabatisk process vanligtvis förändringar i tryck för att växla temperaturen utan att påverka den omgivande miljön.I jordens atmosfär kommer luftmassorna att genomgå adiabatisk expansion och svalna, eller så kommer de att uppleva adiabatisk komprimering och värmas upp.Ingenjörer har designat olika motorer med processer som är åtminstone delvis adiabatiska.

En adiabatisk process är en termodynamisk process där ett system inte får eller tappar värme till sin omgivande miljö.En termodynamisk process kan förstås som en mätning av energiförändringar inom ett system, taget från ett början till ett sluttillstånd.I tillämpningar av termodynamik kan ett system vara ett tydligt definierat utrymme med en enhetlig uppsättning egenskaper, vare sig en planet, en luftmassa, en dieselmotor eller universum.Medan system har många termodynamiska egenskaper, är den viktiga här temperaturförändringen, mätt med värmeförstärkning eller värmeförlust.

En förändring i den inre energin i ett system kommer att inträffa när det systemet utför arbete, som när en maskin som drivs av förbränning flyttar sina delar.I adiabatiska processer som involverar de flesta atmosfäriska gaser, såsom luft, kompression av gasen i systemet får gasen att värma, medan expansionen kyler den.Vissa ångmotorer har utnyttjat denna process för att öka trycket och därmed temperaturen och betraktas som adiabatiska motorer.Forskare klassificerar adiabatiska processer och mdash;från maskiner till vädersystem mdash;enligt huruvida de är reversibla för sin ursprungliga temperatur eller inte.

Inom en adiabatisk process kommer en temperaturförändring endast att ske på grund av det arbete som det utför, men inte på grund av värmeförlust i dess miljö.Stigande luft svalnar utan att förlora värmen till angränsande luftmassor.Det svalnar eftersom atmosfäriskt tryck, som komprimerar och värmer luften närmare jordens yta, minskar med höjd.När trycket på en gas reduceras kommer den att expandera och termodynamiska lagar anser att expansion är arbete.När luftmassan expanderar och utför arbete förlorar den inte värme till andra luftmassor som kan ha mycket olika temperaturer och därmed genomgår en adiabatisk process.

Det är nästan omöjligt för ett perfekt adiabatiskt system att existera, eftersom viss värme vanligtvis går förlorad.Det finns matematiska ekvationer som forskare använder för att modellera adiabatiska processer som antar ett perfekt system för bekvämlighet.Dessa måste justeras när de planerar faktiska motorer eller enheter.Det motsatta av en adiabatisk process är en isotermisk process, där värme överförs utanför systemet till dess omgivande miljö.Om en gas expanderar fritt utanför ett system med reglerat tryck, genomgår den en isotermisk process.