Termodinâmica: Processo Adiabático

Na física, um processo adiabático é um processo termodinâmico no qual não há transferência de calor para ou fora de um sistema e é geralmente obtido envolvendo todo o sistema com um material fortemente isolante ou realizando o processo tão rapidamente que não há tempo para que ocorra uma transferência de calor significativa.

Aplicação do primeiro lei da termodinâmica a um processo adiabático, obtemos:

delta-Uma vez que delta-U é a variação da energia interna e W é o trabalho realizado pelo sistema, o que vemos os seguintes resultados possíveis. Um sistema que se expande sob condições adiabáticas faz um trabalho positivo, então a energia interna diminui, e um sistema que se contrai sob condições adiabáticas faz um trabalho negativo, então a energia interna aumenta.

Os cursos de compressão e expansão em um interno -motores de combustão são ambos processos aproximadamente adiabáticos – a pouca transferência de calor fora do sistema é insignificante e virtualmente toda a mudança de energia vai para mover o pistão.

Flutuações adiabáticas e de temperatura no gás
Quando o gás é comprimido através de processos adiabáticos, faz com que a temperatura do gás aumente através de um processo conhecido como aquecimento adiabático; no entanto, a expansão por meio de processos adiabáticos contra uma mola ou pressão causa uma queda na temperatura por meio de um processo chamado resfriamento adiabático.

O aquecimento adiabático ocorre quando o gás é pressurizado pelo trabalho feito nele por seus arredores, como a compressão do pistão. no cilindro de combustível de um motor a diesel. Isso também pode ocorrer naturalmente, como quando as massas de ar na atmosfera da Terra pressionam uma superfície como uma encosta em uma cordilheira, fazendo com que as temperaturas aumentem devido ao trabalho realizado na massa de o ar diminui seu volume contra a massa terrestre.

O resfriamento adiabático, por outro lado, ocorre quando ocorre expansão em sistemas isolados, que os obrigam a realizar trabalhos em seu entorno. No exemplo do fluxo de ar, quando essa massa de ar é despressurizada por uma elevação em uma corrente de vento, seu volume pode se espalhar de volta, reduzindo a temperatura.

Escalas de tempo e o processo adiabático
Embora a teoria do processo adiabático se mantenha quando observada por longos períodos de tempo, escalas de tempo menores tornam o adiabático impossível em processos mecânicos – uma vez que não há isoladores perfeitos para sistemas isolados, o calor é sempre perdido quando o trabalho é concluído.

Em geral, os processos adiabáticos são considerados aqueles em que o resultado líquido da temperatura permanece inalterado, embora isso não signifique necessariamente que o calor não seja transferido ao longo do processo. Escalas de tempo menores podem revelar a transferência mínima de calor sobre os limites do sistema, que, em última análise, se equilibram ao longo do trabalho.

Fatores como o processo de interesse, a taxa de dissipação de calor, quanto trabalho é para baixo, e a quantidade de calor perdida através do isolamento imperfeito pode afetar o resultado da transferência de calor no processo geral e, por esse motivo, a suposição de que um processo é adiabático depende da observação do processo de transferência de calor como um todo, em vez de sua partes menores.

https://www.khanacademy.org/science/physics/thermodynamics/laws-of-thermodynamics/v/work-done-by-isothermic-process