Under adiabatisk expansion genomgår en gas en volymförändring utan att någon värme tillförs eller avlägsnas från systemet (Q =0). När gasen expanderar fungerar den genom att trycka mot omgivningen. Detta arbete utförs på bekostnad av gasens inre energi, vilket orsakar en minskning av dess temperatur. Därför kyls gasen på grund av omvandlingen av intern energi till arbete.

Här är en förklaring av processen:

1. Ursprungligt tillstånd: Betrakta en gas innesluten i en behållare vid en viss temperatur, volym och tryck.

2. Adiabatisk expansion: Behållaren expanderas plötsligt, vilket gör att gasen kan uppta en större volym. Eftersom expansionen är adiabatisk utbyts ingen värme mellan gasen och dess omgivning.

3. Arbete utfört av gasen: När gasen expanderar trycker den mot behållarens expanderande väggar och gör arbete (W) på omgivningen. Detta arbete är positivt eftersom gasen utövar en kraft över en sträcka i förskjutningsriktningen.

4. Intern energi: Enligt termodynamikens första lag kan energi inte skapas eller förstöras, bara överföras mellan olika former. I detta fall, eftersom ingen värme tillförs systemet (Q =0), måste arbetet som utförs av gasen (W) komma från gasens inre energi (U).

5. Kyleffekt: En gass inre energi är relaterad till dess temperatur. När gasen fungerar genom att expandera, minskar dess inre energi. Denna minskning av inre energi gör att temperaturen på gasen sjunker.

Sammanfattningsvis, under adiabatisk expansion, härrör gasens arbete från dess inre energi, vilket leder till en sänkning av temperaturen och en kylande effekt på gasen.