O que é um processo adiabático?

Na física, um processo adiabático é um sistema que não troca calor com seu ambiente. Isso significa que quando o sistema executa o trabalho - seja o movimento ou o trabalho mecânico -, idealmente, não torna o ambiente mais quente ou mais frio. Para sistemas que envolvem gases, um processo adiabático geralmente requer alterações na pressão para mudar a temperatura sem afetar o ambiente circundante. Na atmosfera da Terra, as massas de ar passarão por expansão adiabática e esfriarão, ou elas sofrerão compressão adiabática e aquecem. Os engenheiros projetaram vários motores com processos que são pelo menos parcialmente adiabáticos.

Um processo adiabático é um processo termodinâmico no qual um sistema não ganha nem perde calor para o ambiente circundante. Um processo termodinâmico pode ser entendido como uma medição de alterações de energia dentro de um sistema, retirado do estado inicial para um estado final. Em aplicações da termodinâmica, um sistema pode ser qualquer espaço claramente definido wcom um conjunto uniforme de propriedades, seja um planeta, uma massa de ar, um motor a diesel ou o universo. Embora os sistemas tenham muitas propriedades termodinâmicas, a importante aqui é a mudança de temperatura, medida pelo ganho de calor ou pela perda de calor.

Uma alteração na energia interna de um sistema ocorrerá sempre que esse sistema executar o trabalho, como quando uma máquina alimentada pela combustão interna move suas partes. Nos processos adiabáticos que envolvem a maioria dos gases atmosféricos, como o ar, a compressão do gás dentro do sistema faz com que o gás aqueça, enquanto a expansão o esfria. Alguns motores a vapor aproveitaram esse processo para aumentar a pressão e, portanto, a temperatura, e são considerados motores adiabáticos. Os cientistas classificam processos adiabáticos - de máquinas a sistemas climáticos - de acordo com se são ou não reversíveis para sua temperatura original.

Dentro de um processo adiabático, uma temperaturae a mudança ocorrerá apenas devido ao trabalho que executa, mas não devido à perda de calor em seu ambiente. O ar crescente esfria sem perder calor para massas de ar vizinhas. Ele esfria porque a pressão atmosférica, que comprime e aquece o ar mais perto da superfície da Terra, diminui com a altitude. À medida que a pressão sobre um gás é reduzida, ele se expande e as leis termodinâmicas consideram a expansão como trabalho. Quando a massa do ar se expande e executa o trabalho, não perde calor para outras massas de ar que podem ter temperaturas muito diferentes e, portanto, passam por um processo adiabático.

É quase impossível para um sistema adiabático perfeito existir, porque um pouco de calor é geralmente perdido. Existem equações matemáticas que os cientistas usam para modelar processos adiabáticos que assumem um sistema perfeito para conveniência. Estes devem ser ajustados ao planejar motores ou dispositivos reais. O oposto de um processo adiabático é um processo isotérmico, onde o calor é transferido para fora do sistema para o seu redor eANIMENTO. Se um gás se expandir livremente fora de um sistema com pressão regulamentada, ele passa por um processo isotérmico.