isentropinen

Isentropinen tarkoittaa termodynamiikassa tilaa, jossa entropia S pysyy muuttumattomana. Käytännössä isentropinen prosessi viittaa usein palautuvaan (reversible) adiabattiseen prosessiin, jossa ei tapahdu ei-ideaalisia entropy-tuotoksia. Tällainen prosessi on hyödyllinen malli, koska se antaa yksinkertaisen yhteyden tilavuuden, paineen ja lämpötilan muutoksille.

Isentropisen prosessin tilanyhtälöt voidaan johtaa ideaalikaasun ominaisuuksista. Määriteltäessä gamma = Cp/Cv, isentropisessa prosessissa P V^γ = konstantti ja T V^{γ-1} = konstantti. Näistä seuraa T2/T1 = (P2/P1)^{(γ-1)/γ} ja P^{1-γ} T^γ = konstantti. Ilmassa γ on noin 1,4 (ilman ideaalikaasuna pidetty erottuva arvo). Näin ollen isentropisen laajenemisen tai puristumisen suunnittelussa voidaan arvioida tilamuutoksia ilman ei-ideaalisia häviöitä.

Rajoitukset ja käytännön merkitys. Oikeat prosessit eivät ole täysin isentrooppia, koska kitka, viskositeetti, lämmön siirto ja ilmanvaihdon aiheuttamat irreversibiliteetit lisäävät entropiaa. Siksi isentropinen tehokkuus määritellään esimeriksi turbiineille ja kompressoreille vertaamalla todellista prosessia ideaaliseen isentropiseen referenssiin. Isentropisia prosesseja käytetään laajalti tekniikassa: neste- ja kaasujen nozzelit, kaasuturbiinit, turbokompressorit sekä laajenemismuodot kuten rakettimoottorien suihkukäytävän tai ilmanohjainten suunnittelussa.

Näin ollen isentropinen käsite antaa hyödyllisen, yksinkertaistetun pohjan lämpötilan, paineen ja tilavuuden muutosten analysointiin ideaalissa, reversiibelissä adiabattisessa rajatilassa.