ADIABATISCH

adiabatisch,

 

1) Meteorologie: zu Temperaturänderungen vertikal bewegter Luftmassen führend, ohne dass dabei ein Wärmeaustausch mit der Umgebung geschieht, da die molekulare Wärmeleitung in Luft außerordentlich gering ist; aufsteigende Luft dehnt sich aus und kühlt dabei ab, absinkende wird komprimiert und erwärmt sich. Praktisch alle Vertikalbewegungen in der Lufthülle der Erde verlaufen adiabatisch, unterhalb des Kondensationsniveaus trockenadiabatisch (Temperaturänderung 1 ºC/100 m), oberhalb feuchtadiabatisch (Temperaturänderung etwa 0,6 ºC/100 m).

 

 2) Physik: In einem physikalischen (besonders thermodynamischen) System wird eine Änderung des physikalischen oder chemischen Zustands (z.B. Kompression eines Gases, Magnetisierung, chemische Reaktion) als adiabatisch bezeichnet, wenn während der Zustandsänderung keine Wärme zwischen dem System und der Umgebung ausgetauscht wird, folglich der Wärmeinhalt Q des Systems und damit auch seine Entropie S unverändert bleiben: d Q = 0 sowie d S = 0. Derartige Zustandsänderungen, die in thermischen Zustandsdiagrammen entlang einer Adiabate ablaufen, sind reversibel. Sie sind im Prinzip aber nur bei sehr langsamer Prozessführung möglich, sodass häufig unter adiabatisch auch »sehr langsam ablaufend« verstanden wird (Adiabatensatz). Reale Zustandsänderungen haben einen irreversiblen Anteil, der durch Reibung oder Wärmeübergang bei verschiedenen Temperaturen an der Berührungsfläche hervorgerufen wird. Näherungsweise laufen jedoch auch Zustandsänderungen in einem gut wärmeisolierten Gefäß (Dewar-Gefäß, Thermosflasche, Kalorimeter) oder schnelle Zustandsänderungen, in denen die Zeit für einen merkbaren Wärmeübergang zwischen dem System und der Umgebung nicht ausreicht, adiabatisch ab.

 

Bei der adiabatischen Verdichtung eines Gases (Luftpumpe, Dieselmotor) wird die mechanische Verdichtungsarbeit in Wärmeenergie umgewandelt, da nach dem Energiesatz keine Arbeit verloren gehen kann. Die Zunahme der Wärmeenergie führt zu einer Temperaturerhöhung. Umgekehrt kühlt sich das Gas bei einer Volumenvergrößerung ab, wenn dabei Arbeit geleistet wird.