Адіабатичний процес стиснення або розширення пари (газу) відбувається без теплообміну з зовнішнім середовищем, тобто без припливу тепла ззовні і без віддачі його назовні. Процес протікає так швидко, що не може відбуватися вирівнювання температур. Такий процес може бути, наприклад, при стисненні або розширенні пари холодоагенту в циліндрі компресора, стінки якого ідеально ізольовані.
При адіабатичному розширенні пар (газ) здійснює роботу за рахунок внутрішньої теплової енергії і тому одночасно зі зниженням тиску буде зменшуватися його температура. При адіабатичному стисненні разом зі збільшенням тиску буде підвищуватися температура пари (газу) і його внутрішня теплова енергія за рахунок роботи, досконалої зовнішніми силами. В обох випадках один з параметрів стану пари (газу) залишається постійним. Таким параметром є ентропія. якою користуються як однієї з осей координат. Щоб дати ентропії робочого тіла певне числове значення, ми повинні почати відлік від деякого довільного стану, при якому ентропія тіла приймається рівною нулю. Надалі нас буде цікавити лише зміна ентропії, так як її нульове значення вибирається виключно з міркування зручності користування діаграмою.
Як приклад, в якому використана ентропія, можна привести зміну стану, зазнає робочим тілом в зворотному циклі Карно. Всі чотири процесу даного циклу оборотні, тобто вони можуть бути проведені в зворотному напрямку через всі проміжні стану прямих процесів. Всі дійсні процеси переходу тепла в реальних холодильних машинах не є цілком оборотними.
Для визначення параметрів холодоагенту при розрахунках циклів холодильних машин користуються тепловими діаграмами і таблицями, складеними на підставі дослідів і розрахунків. Теплові діаграми (ентропійна і ентальпійного) представляють собою сукупність властивості кривих, що виражають термодинамічні процеси, і дозволяють досить просто знаходити значення параметрів в будь-якій точці розглянутого процесу. Зміна ентропії при переході холодоагенту з одного стану в інший, близький до нього, чисельно дорівнює відношенню кількості підведеної теплоти до абсолютної температурі тіла. Для вивчення більшості термодинамічних процесів не потрібно абсолютне значення ентропії, потрібні лише дані про її зміні в ході процесу. Тому найчастіше приймають, що ентропія насиченою рідини з температурою 0 ° С дорівнює одиниці (на деяких діаграмах ентропію приймають рівною нулю).
Мал. 1 - ентропійний діаграма Т - s
Права і ліва прикордонні криві сходяться в критичній точці К. Ця точка діаграми характеризує такий стан, вище якого тіло може бути тільки в пароподібному стані. Нижче критичної точки тіло може перебувати одночасно в двох станах - рідкому і пароподібному, а при певних параметрах і в трьох станах - твердому, рідкому і пароподібному (потрійна точка). Нижче потрійний точки тіло може перебувати одночасно лише в двох станах - твердому і газоподібному.
У багатьох хладагентов критична точка характеризується високою температурою, а потрійна точка - дуже низькою температурою. В цьому випадку діаграму викреслюють тільки для того інтервалу температур, в якому використовується холодоагент.
Ізобари в області вологої пари розташовані паралельно горизонтальній осі і таким чином збігаються з изотермами, а в області перегрітої пари вони круто піднімаються вгору.
Підведене і відведений тепло, а також теплової еквівалент роботи, витраченої на стиск хладагента, можна уявити на діаграмі площами.
Мал. 2 - Структура теплової діаграми p - i
На (рис. 2) показана структура теплової діаграми lg р - i. де на горизонтальній осі відкладені значення теплосодержания (ізоентальпія), а на вертикальній - тиск. Сітка діаграми утворена изобарами (р = const) і ізоентальпамі (i = const). На діаграмі нанесені прикордонні криві і між ними ті ж лінії, що і на діаграмі Т - s. але розташування деяких з них інше. В області вологої пари ізотерми (Т = const) збігаються з изобарами (р = const). В області перегрітої пари криві ізотерми круто падають вниз, а в області рідини круто піднімаються вгору. Адіабати (s = const) розташовані під кутом до горизонтальної осі.