Termodinâmica.
Transformação de energia

Energia térmica I combustão.
Efeitos da termodinâmica

Entropia

Processo adiabático

Processo adiabático

Um processo adiabático é um processo termodinâmico no qual o sistema não troca calor com os arredores. Um processo adiabático também pode ser isentrópico, o que significa que o processo pode ser reversível.

O processo adiabático fornece uma base conceitual rigorosa para a teoria utilizada para expor a primeira lei da termodinâmica e, como tal, é um conceito-chave na termodinâmica.

O termo adiabático refere-se a elementos que impedem a transferência de calor com o meio ambiente. Uma parede isolada é bastante próxima de um limite adiabático. Daí aparece o termo da parede adiabática.

Um processo que não envolve a transferência de calor ou matéria dentro ou fora de um sistema, de modo que Q = 0, é chamado de processo adiabático, e dizia que esse sistema era isolado adiabáticamente. A suposição de que um processo é adiabático é uma suposição simplificada que é feita com freqüência. Por exemplo, presume-se que a compressão de um gás dentro de um cilindro de um motor térmico ocorre tão rapidamente que, na escala de tempo do processo de compressão, uma pequena parte da energia do sistema pode ser transferida como calor para os ambientes. Embora os cilindros dos motores térmicos não estejam isolados e sejam bastante condutores, esse processo é idealizado para ser adiabático. O mesmo pode ser dito verdadeiro para o processo de expansão do referido sistema.

O pressuposto de isolamento adiabático de um sistema é útil e, muitas vezes, combinado com outros para possibilitar o cálculo do comportamento do sistema. Tais suposições são idealizações, elas se aproximam, mas não são reais. O comportamento das máquinas reais desvia-se dessas idealizações, mas a assunção de um comportamento tão perfeito fornece uma primeira aproximação útil de como o mundo real funciona.

No estudo da termodinâmica, é usual simplificar o sistema para calcular aproximadamente o comportamento do sistema.

Aquecimento e arrefecimento adiabático

A compressão adiabática de um gás causa um aumento na temperatura do gás. A expansão adiabática contra a pressão, ou uma mola, causa uma queda na temperatura. Pelo contrário, a expansão livre é um processo isotérmico para um gás ideal.

Essas mudanças de temperatura podem ser quantificadas usando a lei do gás ideal ou a equação hidrostática para os processos atmosféricos.

Na prática, nenhum processo é verdadeiramente um processo adiabático. Muitos processos dependem de uma grande diferença nas escalas de tempo do processo de interesse e da taxa de dissipação de energia térmica através de um limite do sistema e, portanto, aproximando-se usando uma suposição adiabática. . Há sempre alguma perda de calor, uma vez que não há isoladores perfeitos.

Aquecimento adiabático

O aquecimento adiabático ocorre quando a pressão de um gás aumenta devido ao trabalho realizado no meio ambiente. Um exemplo de aquecimento adiabático é o de um pistão de um motor térmico que comprime um gás contido dentro de um cilindro. A compressão do gás leva à elevação da temperatura. Em muitas situações práticas, a condução de calor através das paredes pode ser lenta em comparação com o tempo de compressão que é considerado nulo.

Esta característica tem uma aplicação prática em motores térmicos a diesel que dependem da falta de dissipação de calor durante o curso de compressão para aumentar a temperatura do vapor de combustível o suficiente para inflamá-lo.

Refrigeração adiabática

O arrefecimento adiabático ocorre quando a pressão sobre um sistema adiabaticamente isolado diminui, permitindo que ele se expanda. Esta expansão faz com que funcione em seu ambiente. Quando a pressão aplicada em uma embalagem de ar é reduzida, o ar na embalagem é permitido expandir; À medida que o volume aumenta, a temperatura diminui à medida que a energia interna diminui.

O arrefecimento adiabático ocorre na atmosfera da Terra com levantamento orográfico e ondas de sotavento, e isso pode formar nuvens lenústicas ou pilosas.

O arrefecimento adiabático não precisa envolver um fluido. Uma técnica usada para atingir temperaturas muito baixas (milésimos e até milionésimos de grau acima do zero absoluto) é através de desmagnetização adiabática. Na desmagnetização adiabática, a mudança no campo magnético de um material magnético é utilizada para proporcionar resfriamento adiabático. Além disso, o conteúdo de um universo em expansão pode ser descrito (da primeira ordem) como um fluido de refrigeração adiabático. (Veja a morte pelo calor do universo).

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Última revisão: 19 de março de 2018