Állapotváltozás a termodinamikában olyan folyamat, melynek során egy termodinamikai rendszer állapotát leíró jellemzőkben, az úgynevezett állapotjelzőkben változás következik be. Ilyen állapotjelző például a nyomás, hőmérséklet, fajlagos térfogat, entalpia, entrópia, belső energia. Az ideális gázok állapotváltozásai megfordíthatók, a reális gázok állapotváltozásai azonban lehetnek irreverzibilisek.
Folyamatok konjugált változópárok szerint Mechanikai változók: nyomás és térfogat A nyomás-térfogat konjugált változópár változása a rendszeren vagy a rendszer által végzett munkával kapcsolatos. Izobár állapotváltozás során a rendszer nyomása állandó. Izochor állapotváltozás során a rendszer fajlagos térfogata állandó. Az állandó nyomású vagy állandó térfogatú állapotváltozáshoz hőközlésre vagy hőelvonásra van szükség.
Termikus változók: hőmérséklet és entrópia A hőmérséklet-entrópia konjugált változópár változása a rendszer által felvett vagy leadott hővel kapcsolatos. Izoterm állapotváltozás során a rendszer hőmérséklete állandó. Izentropikus állapotváltozás során a rendszer entrópiája állandó. Ideális gázok esetében az adiabatikus állapotváltozás izentropikus is, illetve minden reverzibilis izentropikus állapotváltozás adiabatikus. Adiabatikus állapotváltozás akkor következik be, ha a közeg és környezete között nem lehetséges hőközlés.
Anyagi változók: kémiai potenciál és részecskeszám
Izentalpikus állapotváltozás
Az izentalpikus folyamat során a rendszer entalpiája állandó.
Izentalpikus folyamat a fojtás (Joule–Thomson-effektus), amelyet szűk nyíláson, lefojtott szelepen vagy porózus anyagon átáramlás közben szenved el a gáz. A folyamat végén a hőtartalom (entalpia) megegyezik a kiinduló állapotéval, a nyomás lecsökken. A hőmérséklet ideális gázoknál változatlan, gőzöknél csökken az állapotváltozás során, az entrópia nő.
Politropikus állapotváltozás
A politropikus állapotváltozásra igaz a egyenlet, ahol a nyomás, a Térfogat, a politropikus kitevő, pedig konstans. Ez a legáltalánosabb állapotváltozás. A hőközlés a környezettel tetszőleges.
Kvázisztatikus
A kvázisztatikus állapotváltozás egy idealizált modell, amely végtelenül lassan megy végbe. Egy valós folyamat sem ilyen. Kvázisztatikus folyamat során a rendszer állapota az egyensúlyi állapothoz végtelenül közeli állapotokon megy keresztül
Források Pattantyús Gépész- és Villamosmérnökök Kézikönyve 2. kötet. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1961.
További információk
Prof. Dr. Szabó Gábor - Péter Szabó István: Alkalmazott műszaki hőtan. (Szegedi Tudományegyetem Szegedi Élelmiszeripari Főiskolai Kar távoktatási jegyzete) Vitéz Gábor:Fizika I. Hőtan. Egyetemi jegyzet. Műszaki hőtan jegyzet. Újvidéki Egyetem. Interaktív Java szimuláció izoterm, izobár és izochor állapotváltozások szemléltetésével. Szerző: Wolfgang Bauer
Kategória:Termodinamika