En física, un proceso adiabático es un proceso termodinámico en el que no hay transferencia de calor dentro o fuera de un sistema y generalmente se obtiene rodeando todo el sistema con un material fuertemente aislante o llevando a cabo el proceso tan rápido que no hay tiempo. para que tenga lugar una transferencia de calor significativa.
Aplicando la primera ley de la termodinámica a un proceso adiabático, obtenemos:
delta-Dado que delta- U es el cambio en la energía interna y W es el trabajo realizado por el sistema, lo que vemos son los siguientes resultados posibles. Un sistema que se expande en condiciones adiabáticas realiza un trabajo positivo, por lo que la energía interna disminuye, y un sistema que se contrae en condiciones adiabáticas realiza un trabajo negativo, por lo que la energía interna aumenta.
Las carreras de compresión y expansión en un motor de combustión interna son ambos procesos aproximadamente adiabáticos: la poca transferencia de calor fuera del sistema es insignificante y prácticamente todo el cambio de energía se destina al movimiento del pistón.
Fluctuaciones adiabáticas y de temperatura del gas
Cuando el gas se comprime mediante procesos adiabáticos, hace que la temperatura del gas aumente mediante un proceso conocido como calentamiento adiabático; sin embargo, la expansión a través de procesos adiabáticos contra un resorte o presión provoca una caída de temperatura a través de un proceso llamado enfriamiento adiabático.
El calentamiento adiabático ocurre cuando el gas es presurizado por el trabajo realizado en él por su entorno, como la compresión del pistón en el cilindro de combustible de un motor diesel. Esto también puede ocurrir naturalmente, como cuando las masas de aire en la atmósfera de la Tierra presionan hacia abajo sobre una superficie como una pendiente en una cadena montañosa, lo que hace que las temperaturas aumenten debido al trabajo realizado en la masa de aire para disminuir su volumen contra la masa terrestre.
El enfriamiento adiabático, por otro lado, ocurre cuando la expansión ocurre en sistemas aislados, lo que los obliga a trabajar en sus áreas circundantes. En el ejemplo del flujo de aire, cuando esa masa de aire es despresurizada por una elevación en una corriente de viento, se permite que su volumen se extienda hacia afuera, reduciendo la temperatura.
Escalas de tiempo y proceso adiabático
Aunque la teoría del proceso adiabático se sostiene cuando se observa durante largos períodos de tiempo, escalas de tiempo más pequeñas hacen que el adiabático sea imposible en los procesos mecánicos, dado que no existen aislantes perfectos para sistemas aislados, el calor siempre se pierde cuando se realiza el trabajo.
En general, se supone que los procesos adiabáticos son aquellos en los que el resultado neto de la temperatura no se ve afectado, aunque eso no significa necesariamente que el calor no se transfiera durante todo el proceso. Las escalas de tiempo más pequeñas pueden revelar la diminuta transferencia de calor a través de los límites del sistema, que en última instancia se equilibran en el transcurso del trabajo.
Factores como el proceso de interés, la tasa de disipación de calor, la cantidad de trabajo que se reduce y la cantidad de calor perdido a través del aislamiento imperfecto pueden afectar el resultado de la transferencia de calor en el proceso general y, por esta razón, la suposición de que un El proceso es adiabático se basa en la observación del proceso de transferencia de calor como un todo en lugar de sus partes más pequeñas.
