תהליך תרמודינמי

מעגל קרנו (קו שחור) וקווים איזותרמיים, המייצגים את השינויים האפשריים בטמפרטורה קבועה, (אדום) ואיזנטרופיים, המייצגים שינויים אפשריים באנטרופיה קבועה (ירוק). למעלה, המעגל מתואר במרחב של הלחץ (P) כנגד הנפח (V). השטח הכלוא בתוך המעגל הוא סה"כ העבודה שנעשתה על ידי המנוע. למטה, אותו מעגל מתואר במרחב של הטמפרטורה (T) כנגד האנטרופיה (S) השטח הכלוא בתוך המעגל הוא סה"כ החום שהפך לעבודה.

בתרמודינמיקה, תהליך תרמודינמי הוא תהליך הפועל על צבר חלקיקים. לרוב, לשם פשטות, מתייחסים לתהליכים שבהם אחד מהקבועים המתארים את המערכת נותר קבוע. התהליכים התרמודינמיים הנפוצים ביותר הם:

• תהליך איזותרמי – תהליך שבו הטמפרטורה במערכת נותרת קבועה.
• תהליך איזוכורי –תהליך שבו נפח המערכת נותר קבוע.
• תהליך איזוברי – תהליך שבו הלחץ במערכת נותר קבוע. בתהליך זה חום המועבר למערכת משנה את האנרגיה הפנימית של המערכת ומבצע עבודה שמתבטאת בשינוי הנפח של המערכת.
• תהליך איזנטרופי – תהליך שבו האנטרופיה במערכת נותרת קבועה.
• תהליך איזואנתלפי – תהליך שבו האנתלפיה במערכת נותרת קבועה.
• תהליך אדיאבטי – בתהליך זה אין מעבר חום מהמערכת לסביבה; לתהליכים אדיאבטיים חשיבות רבה, תהליך אדיאבטי לא יהיה בהכרח תהליך איזנטרופי
• תהליך פוליטרופי – תהליך שבו מתקיים :$p{V}^n=C$ כאשר C מספר קבוע ו-n הוא האינדקס הפוליטרופי. תהליך זה מתאר לרוב שינוי נפח של גזים (לדוגמה במקרר)

דוגמאות לתהליכים תרמודינמיים

• צל גשם נוצר כאשר אוויר חם ולח נדחף אל רכסי הרים, הוא עולה תוך ירידה בלחץ האטמוספירי ומתקרר בתהליך אדיאבטי עד לנקודת הטל (הנקודה בה מתעבות טיפות). תהליך זה גורם לכך שמדבר יהודה שממזרח לקו פרשת המים של הרי יהודה יבש משמעותית מזה שממערבם.
• צוללן קרטזי הוא תהליך איזותרמי תוך שינוי של הלחץ והנפח.
• מתיחת גומייה היא תהליך איזנטרופי בו הטמפרטורה עולה.
• כל מנועי הבעירה הפנימית וכן מנועים נוספים, אך לא מנועים חשמליים, מיישמים מחזורים של תהליכים תרמודימיים, במנוע קרנו מתרחשים תהליכי איזותרמיים ואדיאבטיים.

קישורים חיצוניים

• שימוש בגומייה להדגמת איזנטרופיות תבנית:אנגלית
• דוגמה לצוללן קרטזי מפעילות "ליל המדענים" באוניברסיטת בן-גוריון בנגב