Dabā un tehnikā ir procesi, kuri notiek ļoti strauji (piemēram - sprādzieni). Šādos procesos nenotiek gāzes siltuma apmaiņa ar apkārtējo vidi (nepaspēj notikt, jo process notiek ļoti ātri, gandrīz momentāni). Termodinamikā šādus procesus sauc par adiabātiskiem.
Adiabātisks process var notikt arī tad, ja sistēma ir labi siltumizolēta. Šādā gadījumā siltuma apmaiņa ar apkārtējo vidi nenotiek siltumizolācijas dēļ, pat ja process nenorisinās strauji.
Tādējādi adiabātisks process norisinās bez siltuma apmaiņas ar apkārtējo vidi, tāpēc siltuma daudzums ir vienāds ar nulli: \(Q = 0\).
Ja sistēmai netiek pievadīts siltuma daudzums, tad saskaņā ar Pirmo termodinamikas likumu gāzes veiktais darbs ir vienāds ar iekšējās enerģijas izmaiņu, ņemtu ar pretējo zīmi:
\(A = −ΔU\)
Gāzei adiabātiski izplešoties, tā veic darbu uz savas iekšējās enerģijas rēķina: \(A > 0\), \(ΔU < 0\). Tā kā temperatūra ir ideālas gāzes iekšējās enerģijas mērs, samazinās arī gāzes temperatūra: \(ΔT < 0\). Tātad, adiabātiski izplešoties, gāze atdziest.
Piemēram, atverot šampanieša pudeli ar "sprādzienu", var novērot sīkus miglas pilieniņus pudeles kakliņā - gāze atdziestot, kondensējas sīkos pilieniņos.
Ja ārējie spēki veic darbu ar gāzi un tā tiek adiabātiski saspiesta, gāzes veiktais darbs ir negatīvs \((A<0)\), bet saskaņā ar Pirmo termodinamikas likumu iekšējās enerģijas izmaiņa ir pozitīva: \(ΔU>0\). Tāpēc adiabātiski saspiežot gāzi, tās temperatūra paaugstinās.
Šīs parādības var novērot daudzos ikdienā sastopamos procesos, piemēram:
-
Divriteņa riepas pumpēšana. Strauji saspiežot gaisu pumpī, tas sasilst, tāpēc pēc ilgākas pumpēšanas pumpja cilindrs kļūst silts vai pat karsts. Savukārt, strauji izlaižot gaisu no divriteņa kameras, tas izplešas un atdziest.
-
Iekšdedzes dzinēja darbība. Dīzeļdzinēja cilindrā gaiss tiek stipri saspiests, tā temperatūra paaugstinās tik ļoti, ka iesmidzinātā degviela aizdegas bez aizdedzes sveces.
-
Atverot atdzesētas gāzēta dzēriena pudeli, virs pudeles kakliņa veidojas miglas mākonītis. Strauji izplešoties ogļskābajai gāzei, tās temperatūra samazinās, un gaisā esošais ūdens tvaiks kondensējas sīkās ūdens pilītēs.