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Entropía

Pared adiabática

Pared adiabática

En termodinamica una pared adiabatica es una pared que no permite la transferencia de calor de un lado a otro. Una pared adiabática no deja salir ni entrar calor.

Las paredes adiabáticas són conceptos teóricos ya que en caso de existir, seria un perfecto aislante termico. En la actualidad, qualquier aislante térmico, por muy bueno que sea, siempre permite cierta transferencia de energía calorífica.

Ejemplos de paredes adiabáticas:

  • Los aislantes de una casa. Un buen aislante en una casa es una buena aproximación a una pared adiabática. Un aislante perfecto no permitiría la entrada de calor a la vivienda ni la salida del calor del hogar en invierno.
  • Las capas de aire de un colector solar. En los colectores solares, entre la superfície oscura donde se capta la radiación solar y el exterior, hay una capa de aire. El aire, cuando está quieto, es un muy buen aislante. El objetivo de crear esta capa de aire es la de obtener la aproximación de una pared adiabática que permita que no haya transferencia de energía térmica del fluido del módulo solar al exterior.
  • Las ventanas de doble cristal. El objetivo de colocar doble cristal en las ventanas, en realidad es el de crear una capa de aire entre ellas. Esta capa de aire, al ser aislante, actúa como una pared adiabática.

¿Qué es un proceso adiabático?

Un proceso adiabático es un proceso en el que el sistema no intercambia calor con su entorno. Los procesos adiabáticos también pueden ser isentrópicos, en cuyo caso, el proceso además es reversible.

El término adiabático hace referencia a elementos que impiden la transferencia de calor con el entorno. Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático.

En climatización, los procesos de humectación (aporte de vapor de agua) son adiabáticos, puesto que no hay transferencia de calor, a pesar de que se consiga variar la temperatura del aire y su humedad relativa. Otro ejemplo es la temperatura adiabática de llama, que es la temperatura que podría alcanzar una llama si no hubiera pérdida de calor hacia el entorno. 

El calentamiento y enfriamiento adiabático son procesos que comúnmente ocurren debido al cambio en la presión de un gas. Esto puede ser cuantificado usando la ley de los gases ideales .

¿Qué diferencia hay entre un procesos adiabáticos y un proceso isotérmico?

Un proceso es adiabático si no se intercambia calor con el medio ambiente. Por el contrario, un proceso isotérmico es el caso opuesto: en un proceso isotérmico tiene lugar la máxima transferencia de calor.

Cuando se realiza un proceso exotérmico adiabáticamente, la temperatura del sistema aumenta porque el sistema retiene el calor generado.

Por el contrario, cuando se realiza un proceso endotérmico adiabáticamente, la temperatura del sistema disminuye, porque el calor requerido no se suministra desde el exterior. Un ejemplo de esto es la operación de un refrigerador en el cual un gas comprimido se expande a través de una constricción. La temperatura del gas disminuye así.

Como está claro con el refrigerador, a veces no es difícil aislar un sistema del mundo exterior. Cuando un proceso tiene lugar muy rápido, no hay tiempo para intercambiar calor con el medio ambiente, y el proceso en el primer enfoque es adiabático. Por ejemplo, la carrera de trabajo en un motor de combustión se puede describir perfectamente adiabáticamente.

Proceso isotérmico

Lo opuesto a un proceso adiabático es aquel en el que el intercambio de calor con el medio ambiente asegura que la temperatura no cambie durante el proceso. Esto se llama un proceso isotérmico. Muchos procesos cíclicos utilizados en la técnica contienen componentes tanto adiabáticos como isotérmicos.

En la práctica, los cambios de estado no son ni completamente adiabáticos ni completamente isotérmicos, pero los cambios de estado se encuentran entre los dos. Esto se llama cambios de estado politrópico .

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Fecha publicación: 1 de diciembre de 2016
Última revisión: 25 de marzo de 2020