Comprendre le processus adiabatique

En thermodynamique, le processus adiabatique est un changement se produisant au sein d’un système à la suite d’un transfert d’énergie vers ou depuis le système étudié sous forme de travail uniquement. Cela veut dire qu‘il n’y a pas de transfert de chaleur avec le milieu extérieur. Une expansion ou une contraction rapide d’un gaz est presque adiabatique. Tout processus qui se produit à l’intérieur d’un conteneur qui est un bon isolant thermique est également adiabatique.

Les transformations adiabatiques sont caractérisées par une augmentation de l’entropie, ou du degré de désorganisation, s’ils sont irréversibles et par une absence de changement de l’entropie s’ils sont réversibles. Les processus adiabatiques ne peuvent pas diminuer l’entropie.

Processus isothermiques et adiabatiques

Comme les moteurs thermiques peuvent passer par une séquence complexe d’étapes, un modèle simplifié est souvent utilisé pour illustrer les principes de la thermodynamique. Considérons notamment un gaz qui se dilate et se contracte dans un cylindre avec un piston mobile dans un ensemble de conditions prescrites. Il existe deux ensembles de conditions particulièrement importants.

La première, appelée expansion isotherme, consiste à maintenir le gaz à une température constante. Comme le gaz agit contre la force de retenue du piston, il doit absorber de la chaleur afin de conserver l’énergie.

Dans le cas contraire, il se refroidirait en se dilatant (ou inversement, il se réchaufferait en se comprimant). Il s’agit d’un exemple de processus dans lequel la chaleur absorbée est entièrement convertie en travail avec une efficacité de 100 %.