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O que é uma parede adiabática?

Na termodinâmica, uma parede adiabática é uma parede que não permite a transferência de calor de um lado para o outro. Uma parede adiabática não deixa o calor sair ou entrar.

O que é uma parede adiabática?

Paredes adiabáticas são conceitos teóricos, pois, se existirem, seriam um isolante térmico perfeito. Atualmente, qualquer isolamento térmico, por melhor que seja, sempre permite alguma transferência de energia térmica.

Exemplos de paredes adiabáticas:

  • O isolamento de uma casa. Um bom isolamento em uma casa é uma boa aproximação a uma parede adiabática. Um isolamento perfeito não permitiria que o calor entrasse em casa ou que saísse de casa no inverno.
  • As camadas de ar de um coletor solar. Nos coletores solares, entre a superfície escura onde a radiação solar é capturada e a parte externa, existe uma camada de ar. O ar, quando parado, é um isolante muito bom. O objetivo de criar essa camada de ar é obter a aproximação de uma parede adiabática que não permita transferência de energia térmica do fluido do módulo solar para o exterior.
  • Janelas com vidros duplos. O objetivo das janelas com vidros duplos é criar uma camada de ar entre elas. Esta camada de ar, por ser isolante, atua como uma parede adiabática.

O que é um processo adiabático?

Um processo adiabático é um processo no qual o sistema não troca calor com o ambiente. Os processos adiabáticos também podem ser isentrópicos; nesse caso, o processo também é reversível.

O termo adiabático refere-se a elementos que impedem a transferência de calor com o meio ambiente. Uma parede isolada está bem próxima de um limite adiabático.

No ar condicionado, os processos de umidificação (contribuição do vapor de água) são adiabáticos, pois não há transferência de calor, apesar de a temperatura do ar e sua umidade relativa poderem variar. Outro exemplo é a temperatura adiabática da chama, que é a temperatura que uma chama poderia atingir se não houvesse perda de calor no ambiente. 

O aquecimento e o resfriamento adiabáticos são processos que geralmente ocorrem devido à mudança na pressão de um gás. Isso pode ser quantificado usando a lei do gás ideal.

Que diferença existe entre um processo adiabático e um processo isotérmico?

Um processo é adiabático se o calor não for trocado com o meio ambiente. Por outro lado, um processo isotérmico é o caso oposto: em um processo isotérmico ocorre a transferência máxima de calor.

Quando um processo exotérmico é realizado adiabaticamente, a temperatura do sistema aumenta porque o sistema retém o calor gerado.

Pelo contrário, quando um processo endotérmico é realizado adiabaticamente, a temperatura do sistema diminui, porque o calor necessário não é fornecido do lado de fora. Um exemplo disso é a operação de um refrigerador no qual um gás comprimido se expande através de uma constrição. A temperatura do gás diminui.

Como fica claro no refrigerador, às vezes não é difícil isolar um sistema do mundo externo. Quando um processo ocorre muito rapidamente, não há tempo para trocar calor com o meio ambiente, e o processo na primeira abordagem é adiabático. Por exemplo, o curso de trabalho em um motor de combustão pode ser perfeitamente descrito adiabaticamente.

Processo isotérmico

O oposto de um processo adiabático é aquele em que a troca de calor com o ambiente garante que a temperatura não mude durante o processo. Isso é chamado de processo isotérmico. Muitos processos cíclicos utilizados na técnica contêm componentes adiabáticos e isotérmicos.

Na prática, as mudanças de estado não são completamente adiabáticas nem completamente isotérmicas, mas as mudanças de estado estão entre as duas. Isso é chamado de mudança de estado politrópico.

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Data de publicação: 1 de dezembro de 2016
Última revisão: 25 de março de 2020