Adiabatischer Prozess
Ein adiabatischer Prozess ist ein thermodynamischer Prozess , bei dem keine Wärmeübertragung in das oder aus dem System erfolgt (Q = 0). Das System kann als perfekt isoliert angesehen werden . In einem adiabatischen Prozess wird Energie nur als Arbeit übertragen. Die Annahme, dass keine Wärmeübertragung stattfindet, ist sehr wichtig, da wir die adiabatische Approximation nur in sehr schnellen Prozessen verwenden können . Bei diesen schnellen Prozessen bleibt nicht genügend Zeit, um Energie als Wärme in das oder aus dem System zu übertragen.
In realen Geräten (wie Turbinen, Pumpen und Kompressoren) treten Wärmeverluste und Verluste im Verbrennungsprozess auf. Diese Verluste sind jedoch im Vergleich zum Gesamtenergiefluss normalerweise gering, und wir können einige thermodynamische Prozesse durch den adiabatischen Prozess approximieren.
Freie Expansion – Joule Expansion
Dies sind adiabatische Prozesse, bei denen keine Wärmeübertragung zwischen dem System und seiner Umgebung stattfindet und keine Arbeiten an oder durch das System ausgeführt werden. Solche adiabatischen Prozesse nennt man freie Expansion . Es ist ein irreversibler Prozess, bei dem sich ein Gas in eine isolierte, evakuierte Kammer ausdehnt. Es wird auch als Joule-Expansion bezeichnet . Für ein ideales Gas ändert sich die Temperatur nicht (siehe: Joules zweiter Hauptsatz ). Reale Gase erfahren jedoch eine Temperaturänderung während der freien Expansion. Bei freier Expansion ist Q = W = 0, und das erste Gesetz verlangt, dass:
dE int = 0
Eine freie Ausdehnung kann nicht in einem PV-Diagramm aufgezeichnet werden, da der Prozess schnell und nicht quasistatisch ist. Die Zwischenzustände sind keine Gleichgewichtszustände und daher ist der Druck nicht klar definiert.
