단열과정

틀:위키데이터 속성 추적 틀:접이식 사이드바 열역학 과정에서 단열과정(斷熱過程, 틀:Lang)이란 어떤 열역학계가 외부와 열 및 물질의 출입이 차단된 채로 변화하는 과정을 일컫는다. 즉,

d U = δ Q - δ W

에서 $δ Q$ 가 0이다. 단열 과정은 가역 과정일 수도, 비가역 과정일 수도 있다.

압력-부피 도표에서 단열 과정을 나타내는 곡선을 단열 곡선(斷熱曲線, 틀:Lang)이라고 한다.

단열 과정의 예

W>0 일 때 열기관이 일을 한 만큼 내부 에너지가 작아진다. 기체의 온도가 내려간다.

W<0 일 때 열기관이 일을 받은 만큼 내부 에너지가 증가한다. 기체의 온도가 올라간다.

입자당 자유도가 $q$ 개인 이상 기체의 경우,

δ Q = \frac{1}{2} q N d T + P d V = (q / 2 + 1) P d V + (q / 2) N V d P = \frac{1}{2} N P^{1 - q} V^{- 1 - q} d (V^{q + 2} P^{q})

이다. 따라서 압력-부피 도표에서 단열 곡선은

P V^{(q + 2) / q} =

상수

의 꼴이다. 보통 변수

γ = (q + 2) / q

를 단열 계수(틀:Lang)로 정의한다.

단원자 기체의 경우에는 $q = 3$ 이므로 $γ = 5 / 3$ 이다. 이원자 기체의 경우에는 $q = 5$ 이므로 $γ = 7 / 5$ 이다.