Adiabatický děj s ideálním plynem

• děj, při kterém neprobíhá tepelná výměna mezi plynem a okolím, tedy:

Q = 0

• Z rovnice ΔU = Q + W plyne po dosazení a úpravě:

Při adiabatickém stlačení plynu v tepelně izolované nádobě se působením vnější síly koná práce; teplota plynu i vnitřní energie plynu se zvětšuje.

Při adiabatickém rozpínání plynu koná práci plyn; teplota plynu i jeho vnitřní energie se při tom zmenšuje.

Vysvětlení:

• pokud je píst v klidu velikost rychlosti molekul se po odrazu od stěn nezmění – teplota plynu je tedy stálá
• při zmenšování objemu se od pohybujícího pístu molekuly odrážejí větší rychlostí než dopadají
  • zvětšuje se tedy vnitřní energie a tím i teplota plynu
• při rozpínání plynu se molekuly odrážejí od pohybujícího pístu menší rychlostí než dopadají
  • zmenšuje se tedy vnitřní energie a tím i teplota plynu

Platí Poissonův zákon:

kde κ (kapa) je Poissonova konstanta

• protože c_p > c_V , je i:

κ > 1

Zákon lze vyjádřit graficky adiabatou /a/ (v porovnání s izotermou/i/) v tzv. p-V diagramu - viz. obr.:

Hodnoty pro jednotlivé plyny – tabulky:

• přibližně pro jednoatomový plyn je κ = 5/3
• pro dvouatomové plyny je κ = 7/5

Praktické užití:

• v technické praxi dosahujeme adiabatické expanse a komprese ve velmi krátké době
• plyn nestačí vyměnit teplo se svým okolím
• velmi nízké teploty – expanse
• komprese – vznětové motory – nafta