Termofysiikan perusteet, Ismo Napari ja Hanna Vehkamäki, 2013.

3.5. KVASISTAATTISIA IDEAALIKAASUPROSESSEJA (˜2.1, 2.11) 25Esimerkki isobaarisesta prosessista on ideaalikaasun laajeneminen lämmitettäessäkitkattomalla männällä varustetussa säiliössä. Laajenemisen aikanamännän ja ympäristön aiheuttama paine pysyy vakiona.3.5.3 Isokoorinen prosessiIsokoorisessa prosessissa systeemin tilavuus pysyy vakiona. Ideaalikaasulleisokoorinen tilanyhtälö onP= vakio. (3.39)TSuljetun kiinteäseinäisen ideaalikaasulla täytetyn säiliön lämmitys on esimerkkiisokoorisesta prosessista. Vaikka kaasu lämpenee, se ei tee tilavuudenmuutostyötä,koska säiliön seinät eivät voi liikkua. Ensimmäisen pääsäännön perusteellasiirtynyt lämpömäärä on yhtä suuri kuin energian muutos ∆U:missä jälkimmäinen muoto seuraa yhtälöstä (3.23).3.5.4 Adiabaattinen prosessiMääritellään adiabaattinen prosessi:∆U = ∆Q = C V ∆T, (3.40)Adiabaattisessa prosessissa systeemin ja ympäristön välillä ei olelämmönvaihtoa eli d¯Q = 0.Ensimmäisestä pääsäännöstä seuraa, että systeemin ympäristöönsä tekemä työadiabaattisessa prosessissa on∆W adiab = −∆U. (3.41)Tästä saadaan lämmölle vaihtoehtoinen tulkinta: ∆Q on energiatasapainonsäilyttämiseksi tarvittava korjaustermi ei-adiabaattisissa muutoksissa. Vaikka d¯Q =0, ei adiabaattinen prosessi ole välttämättä kvasistaattinen, sillä myös systeeminsisällä voi tapahtua työn piiriin kuulumattomia ilmiöitä, jotka poikkeuttavatsen tasapainosta. Asiaa valaisee kuva 3.5.Ideaalikaasun kvasistaattista adiabaattista laajenemista voidaan kuvata kuvan3.4 mäntä-sylinterikonfiguraatiolla, missä sylinteri ja mäntä kuitenkinmuodostavat lämpöeristetyn kokonaisuuden. Tässäkin tapauksessa P ulk < Pmutta paineiden erotus on pieni, jotta männän liike pysyy hitaana, mutta nytlämpöä ei siirry d¯Q = 0, josta seuraa, että lämpötila muuttuu dT ̸= 0. Ensimmäisestäpääsäännöstä saadaand¯Q = 0 = dU+PdV =( ∂U∂T)VdT+( ) ∂UdV+PdV.∂V TTässä(∂U/∂T) V = C V ja (∂U/∂V) T = 0 (koska U = U(T)), joten0 = C V dT+PdV = C V dT+ k B NT dV V ,