lämpöprosessi

Lämpöprosessi on termodynaaminen prosessi, jonka aikana systeemin tila muuttuu ja jossa tapahtuu lämmön siirtymää ympäristöön sekä joskus työn tekemistä systeemin hyväksi tai päinvastoin. Prosessi voidaan kuvata polkuna tilasta toiseen, kun esimerkiksi paine, tilavuus tai lämpötila muuttuu sekä lämpö Q että työ W voivat vaihdella polun mukaan.

Ensimmäinen pääsääntö eli energiansäilyminen ilmenee yhtälössä ΔU = Q − W, jossa ΔU on järjestelmän sisäenergian muutos, Q on siirretty lämpö ja W on systeemin tekemä työ (positiivinen W kuvaa työtä, jota systeemi tekee). Siksi sama tilanyhtälö voi seurata monia eri polkuja, joilla lähtötilan ja lopputilan tilat ovat sama, mutta Q ja W voivat poiketa.

Yleisimmät lämpöprosessit ovat isoterminen (T pysyy vakiona), isobaarinen (P vakio), isokoorinen (V vakio) ja adiabaattinen (Q = 0). Niitä tarkastellaan usein PV- tai T-S-diagrammeissa. Tiettyyn kaasuun sovelletulla ideaalikaasun mallilla ΔU riippuu vain lämpötilamuutoksesta, ja tilavuuden tai paineen muutos voidaan ilmaista näiden tunnuslukujen kautta.

Reversiibeli prosessi on ideaalinen, jossa muutos voidaan palauttaa taaksepäin ilman häviöitä; todelliset prosessit ovat yleensä irreversibilisiä, jolloin esimerkiksi kitka, lämpöjohtavuus ja epätasainen lämpötilaero hajottavat polun.

Sovelluksia ovat moottorit, lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmät sekä teoreettinen analyysi energiankulutuksesta ja tehokkuudesta.