P-v-Diagramm
Das p-v-Diagramm ist eine spezielle Form eines Phasendiagramms, bei der der Druck p eines Systems gegen das spezifische Volumen v aufgetragen wird. Verwendet man anstatt des spezifischen Volumens v das Volumen V, so spricht man auch von einem p-V-Diagramm; in diesem Fall ist der Bezug auf eine gleich bleibenden Stoffmenge bzw. Masse nicht mehr gegeben und muss gegebenenfalls als zusätzliche Forderung erhoben werden.
Das p-v-Diagramm wird häufig dazu verwendet, um Prozessabläufe – mit oder ohne Phasenumwandlung – zu veranschaulichen, wie beispielsweise im nebenstehenden Diagramm den Diesel-Prozess.
Gemäß der Gibbsschen Phasenregel hat ein reines Fluid beziehungsweise ein Fluidgemisch mit konstanter Zusammensetzung genau zwei Freiheitsgrade. Daraus folgt, dass in der Funktion der Druck p eindeutig durch das spezifische Volumen v und die Temperatur T beschrieben wird.
Trägt man diesen Zusammenhang in ein dreidimensionales Diagramm ein, so entsteht ein p-V-T-Diagramm. Durch Projektion dieser Oberfläche in die p-V-Ebene erhält man ein p-V-Diagramm. Hierbei ist der Druck p die Ordinate, das spezifische Volumen V die Abszisse und die Temperatur T wird je nach Anwendung für den Graphen konstant gewählt (Isotherme) oder vernachlässigt .
In dieses Diagramm werden häufig auch die Grenzen der Aggregatzustände „fest“, „flüssig“ und „gasförmig“ beziehungsweise die einzelnen Phasen des Fluids eingetragen.
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