Es importante conocer qué es un proceso adiabático, ya que proporciona una base conceptual rigurosa para la teoría que explica la primera ley de la termodinámica, y el cual, es un concepto clave en ella.
A lo largo de este post explicaremos en qué consiste un proceso adiabático y hablaremos sobre el enfriamiento adiabático.
¿Qué es un proceso adiabático?
El proceso adiabático se define como aquel en el cual el sistema termodinámico no intercambia calor con su entorno. Este proceso, además de ser reversible, se conoce como proceso isoentrópico.
En el extremo opuesto, donde tiene lugar la máxima transferencia de calor, provocando que la temperatura permanezca constante, denominado proceso isotérmico.
La palabra adiabático hace referencia a los volúmenes que reprimen la transferencia de calor con el entorno. Una pared que esté aislada se aproxima bastante a un límite adiabático.
Un ejemplo de esto es la temperatura adiabática de llama, esta temperatura podría alcanzar una llama si no hubiera pérdida de calor en el entorno.
En la climatización los procesos de humectación son adiabáticos, porque no hay transferencia de calor, a pesar de que se pueda variar la temperatura del aire y humedad relativa.
El enfriamiento y calentamiento adiabático son procesos que suceden debido al cambio en la presión de gas, conlleva variaciones en temperatura y volumen.
Los nuevos valores de las variables de estado logran ser cuantificados utilizando la ley de gases ideales.
Relaciones con el enfriamiento adiabático del aire
Existen 3 relaciones con el enfriamiento adiabático del aire, estas son:
- Relación ambiente de la atmósfera.
- Tasa seca adiabática.
- Tasa húmeda adiabática.
La primera relación se utiliza para describir la temperatura del aire circundante mediante el cual está pasando el aire ascendente.
La segunda y tercera proporción hacen referencia a una masa de aire que se encuentra ascendiendo en la atmósfera.
La tasa seca adiabática se emplea con el aire que está por debajo del punto de rocío, por ejemplo, si el vapor de agua no está saturado, mientras que la tasa de húmeda adiabática se aplica al aire alcanzado en el punto de rocío.
El enfriamiento adiabático es un motivo común de la formación de nubes y no involucra un fluido.
Una técnica que se usa para alcanzar bajas temperaturas, es la desimanación adiabática, donde el cambio del campo magnético en su material es utilizado para obtener un enfriamiento adiabático.
Ejemplos del proceso adiabático
Para entender mejor qué es un proceso adiabático, daremos unos ejemplos breves:
Ciclos de los motores térmicos
Parte de estos ciclos son procesos adiabáticos. Un cilindro del pintón es el sistema termodinámico.
En la fase de compresión del cilindro de un motor se suele transferir calor. Pero, la compresión se hace de forma rápida, consiguiendo que el calor transferido sea muy limitado. Este proceso es idealizado para ser un proceso adiabático.
Frigorífico
Cuando un frigorífico está parado opera como un sistema adiabático. Cuando el motor se encuentra funcionando transfiere calor del interior al exterior.
Pero sin el motor, las paredes impiden la transferencia de calor.
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