Почему имеет место адиабатический процесс?

Ну а почему б ему и не иметь место...

В обычных изопараметрических процессах они все идут так, что сохраняется какой-то параметр - температура, давление или объём. Это всегда требует обмена энергией с окружающей средой. Даже при изотермическом процессе, когда не меняется внутренняя энергия газа (мерой которой и является температура), - и то есть обмен энергией, потому что сжатие газа есть совершение над ним работы, а расширение газа - совершение работы самим газом.

Так вот, адиабатический процесс отличается от прочих тем, что в нём нет обмена энергией с внешней средой. Именно поэтому там не pV=const, a pV^? = const, причём показатель адиабаты (?) равен отношению теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме.

Важное применение адиабатического процесса - холодильные установки. В них газ расширяется адиабатически, то есть без подвода внешней энергии. И раз расширение при ненулевом давлении всегда означает совершение работы, то, коль скоро водвода энергии извне нету, работа совершается за счёт внутренней энергии газа. Это и вызывает его охлаждение.

Надо сказать, что и в двигателях внутреннего сгорания (обычных, не дизельных) рабочий ход цилиндра тоже сопровождается почти что адиабатическим расширением рабочего объёма. "Почти что" - потому что "истинное" адиабатическое расширение, как всякий термодинамический процесс, должно быть равновесным, чего в реальности, при времени в сотые доли секунды, ожидать трудно. Тем не менее за такое короткое время теплообменом между смесью в цилиндре и самим цилиндром можно пренебречь, что и повзоляет говорить об адиабатическом расширении