Lors de la détente adiabatique, un gaz subit un changement de volume sans qu'aucune chaleur ne soit ajoutée ou retirée du système (Q =0). À mesure que le gaz se dilate, il agit en poussant contre l'environnement. Ce travail se fait aux dépens de l’énergie interne du gaz, provoquant une diminution de sa température. Par conséquent, le gaz est refroidi en raison de la conversion de l’énergie interne en travail.

Voici une explication du processus :

1. État initial : Considérons un gaz confiné dans un conteneur à une certaine température, volume et pression.

2. Expansion adiabatique : Le récipient se dilate brusquement, permettant au gaz d'occuper un volume plus important. La dilatation étant adiabatique, aucun échange de chaleur n’est effectué entre le gaz et son environnement.

3. Travaux effectués par le gaz : Au fur et à mesure que le gaz se dilate, il pousse contre les parois en expansion du conteneur, effectuant un travail (W) sur l'environnement. Ce travail est positif car le gaz exerce une force sur une distance dans le sens du déplacement.

4. Énergie interne : Selon la première loi de la thermodynamique, l’énergie ne peut être créée ou détruite, mais seulement transférée entre différentes formes. Dans ce cas, puisqu’aucune chaleur n’est ajoutée au système (Q =0), le travail effectué par le gaz (W) doit provenir de l’énergie interne (U) du gaz.

5. Effet rafraîchissant : L'énergie interne d'un gaz est liée à sa température. À mesure que le gaz fonctionne en se dilatant, son énergie interne diminue. Cette diminution de l'énergie interne fait chuter la température du gaz.

En résumé, lors de la détente adiabatique, le travail effectué par le gaz dérive de son énergie interne, entraînant une diminution de la température et un effet de refroidissement sur le gaz.