Se denomina proceso adiabático a un proceso termodinámico en el que el sistema no intercambia calor con su entorno. El requisito es que el calor del sistema permanezca constante.
El término adiabático hace referencia a elementos que impiden la transferencia de calor con el entorno.
La suposición de que un proceso es adiabático es una suposición simplificadora que se realiza con frecuencia para facilitar los cálculos. En la práctica no existen sistemas adiabáticos al 100%.
El proceso adiabático proporciona una base conceptual para exponer la primera ley de la termodinámica.
Conceptos relacionados con los procesos adiabáticos
Un proceso isentrópico es un proceso adiabático reversible.
Una pared adiabática es una pared que no permite la transferencia de calor. Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático.
Un sistema adiabático es un sistema no permite la transferencia de calor con el exterior.
Ejemplos de procesos adiabáticos
Para comprender mejor este concepto, veamos algunos ejemplos:
¿Un frigorífico es un sistema adiabático?
Un frigorífico en funcionamiento no es un proceso adiabático. Cuando está parado actúa como un sistema adiabático.
Cuando el motor está en funcionamiento transfiere el calor del interior al exterior. Pero sin el motor, las paredes evitan la transferencia de calor.
Ciclos de los motores térmicos
Parte de los ciclos de los motores térmicos son procesos adiabáticos.
El cilindro del pistón es nuestro sistema termodinámico.
Durante la fase de compresión del cilindro de un motor se transfiere calor. Sin embargo, la compresión se realiza tan rápidamente que el calor transferido es muy limitado.
Este proceso está idealizado para ser adiabático.
Calentamiento y enfriamiento adiabático
La compresión adiabática de un gas provoca un aumento en la temperatura. También aumenta la energía interna del gas. La expansión adiabática causa una bajada en la temperatura.
En ambos procesos la energía del sistema permanece constante. No hay ni incremento ni pérdida de calor. Por el contrario, la expansión libre es un proceso isotérmico para un gas ideal.
Tales cambios de temperatura pueden cuantificarse utilizando:
La ley de los gases ideales.
La ecuación hidrostática para los procesos atmosféricos.
El calentamiento adiabático ocurre cuando la presión de un gas aumenta debido al trabajo realizado sobre ella por su entorno.
El enfriamiento adiabático ocurre cuando la presión sobre un sistema adiabáticamente aislado disminuye. Esta disminución permite que se expanda. Al aumentar el volumen, baja la temperatura y su energía interna.