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Lexikon für Taucher


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Adiabatische Expansion

Eine adiabatische Zustandsänderung (gr. „hindurchgehen“) ist ein thermodynamischer Vorgang, bei dem ein System von einem Zustand in einen anderen überführt wird, ohne thermische Energie mit seiner Umgebung auszutauschen.

Im Allgemeinen kann ein thermodynamisches System seine innere Energie verändern, indem es sowohl (mechanische oder anders geartete) Arbeit sowie auch Wärme mit seiner Umgebung austauscht. Nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik gilt dabei für ein geschlossenes System, wenn äußere Energien außer Betracht bleiben.
Bei einer adiabatischen Zustandsänderung findet kein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt, so dass die gesamte am System verrichtete Arbeit vollständig in die innere Energie übergeht oder ein Teil der inneren Energie vollständig in Arbeit umgewandelt wird, die vom System geleistet wird.

Häh??

Der Effekt ist bekannt: Verschliessen wir den Ausslass einer Luftpumpe und komprimieren die Luft, so erwärmt sie sich. Der Abstand zwischen den einzelnen Luftmolekülen wird geringer, sie stoßen häufiger zusammen und bewegen sich daher schneller.
Wird die Luft nun schnell entspannt, tritt der umgekehrte Vorgang ein. Der Abstand zwischen den Molekülen wird grösser, sie bewegen sich langsamer und das Gas kühlt sich ab.
Während des Tauchens tritt der gleiche Vorgang in unserer Druckluftflasche auf. Der Druck sinkt und das verbleibende Gas in der Flasche kühlt sich ab, wobei die Stärke der Abkühlung abhängig von der jeweiligen Druckabnahme bezogen auf den augenblicklichen Flaschendruck ist. D.h., je mehr wir eine Flasche entleert haben, desto stärker wirkt sich ein Atemzug aus. Würde die Luft einer vollen 10 l-Flasche auf einen Schlag vollständig expandieren, würde die Temperatur um ca. 200 Grad Celsius sinken.

In der Praxis, insbesonderer bei einer Automatenvereisung, hat dieser Effekt allerdings einen geringeren Einfluss, da durch die Oberfläche der Druckluftflasche sofort wieder Wärme zugeführt wird.
Ausnahme: Bei dicken, isolierenden Lackschichten, Neoprenschutz oder dichten Netzen auf der Flasche kann der Einfluss der Abkühlung schon zum Tragen kommen.

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