Processus adiabatiques pour un gaz idéal

Un processus thermodynamique sans transfert de chaleur à l’intérieur ou à l’extérieur du système est appelé adiabatique.

Ainsi, selon la première loi de la thermodynamique, la variation de l’énergie interne est le négatif du travail effectué dans un processus adiabatique.

Par exemple, un piston d’incendie composé d’un tube isolé thermiquement a une extrémité fermée et l’autre extrémité a un piston mobile.

Si un petit morceau de boule de coton est placé à l’intérieur du tube et que le piston est laissé pousser rapidement vers le bas à température ambiante, la boule de coton prend feu bien qu’aucune chaleur ne soit appliquée. Cela se produit en raison de la compression adiabatique.

Ici, à mesure que le volume diminue, le travail effectué devient négatif ; par conséquent, le changement d’énergie interne est positif, avec une augmentation correspondante de la température du gaz.

À l’inverse, lors de l’ouverture d’une bouteille de boisson gazeuse refroidie, le gaz emprisonné dans la bouteille subit une expansion adiabatique, ce qui fait que le travail effectué est positif.

En conséquence, l’énergie interne diminue avec une baisse de température correspondante, condensant la vapeur évaporée en un nuage visible.