No hay, en un proceso adiabático, intercambio de calor con el entorno por parte de un sistema termodinámico.
Proceso adiabático es un concepto propio del área de la termodinámica. De acuerdo a la teoría, esta expresión alude al sistema termodinámico (por lo general, un fluido que lleva a cabo un trabajo) que no llega a experimentar con su entorno un intercambio o transferencia de calor.
Al examinar ondas mecánicas longitudinales queda al descubierto el fenómeno adiabático. Esta palabra, indica el diccionario de la Real Academia Española (RAE), se emplea en el ámbito de la Física como adjetivo: en un caso se aplica a recintos que no posibilitan los intercambios térmicos entre el exterior y el interior, en el otro se vincula a transformaciones termodinámicas que no contemplan intercambios de calor.
Cada vez que no se advierte una transferencia de calor desde o hacia un cierto sistema a lo largo de un proceso se señala que se trata de un sistema aislado de perfil adiabático (es usual que se catalogue como sistema adiabáticamente aislado).
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ResumenCaracterísticas del proceso adiabático
La característica principal de todo proceso adiabático está dada por no comprender ni pérdida ni ganancia de energía calorífica. Es enriquecedor saber, asimismo, que hay procesos adiabáticos de carácter natural que resultan irreversibles y procesos adiabáticos reversibles.
Es fundamental aprender sobre rasgos distintivos de los procesos adiabáticos, sus aplicaciones y los avances que en los últimos tiempos han ido surgiendo en relación a estos procedimientos para estar en condiciones de saber qué ventajas y desventajas se les reconocen.
No hay que perder de vista, por ejemplo, que no se recomienda apelar al enfriamiento adiabático si las condiciones de humedad y temperatura son extremas.
No está de más tampoco instruirse sobre las curvas adiabáticas y la manera de representarlas gráficamente para evidenciar sus propiedades en un diagrama P-V (presión-volumen).
Es esencial, por otra parte, considerar que la menor marca térmica posible es el cero absoluto. En ese nivel, la energía interna de un sistema es la mínima y, en ese escenario, no se registran prácticamente movimientos de moléculas indica la mecánica clásica, a diferencia de la mecánica cuántica que sostiene que debe existir en la instancia de cero absoluto una energía de punto cero. En el cero absoluto, se desprende del tercer principio de la termodinámica, llega a desaparecer la entropía asociada a un cristal perfecto.
Se conoce como humidificación adiabática al sistema que se vale de energía mecánica para lograr la extracción del calor del aire y conseguir así que el ambiente se enfríe.
Aplicaciones
Son numerosas las aplicaciones que poseen los procesos adiabáticos. Resultan clave, por indicar un caso específico, en la ingeniería termodinámica. En ese marco adquieren relevancia al diseñar y optimizar sistemas de alto rendimiento que involucran, en condiciones extremas, manipulaciones de líquidos y gases. En concreto, los procesos adiabáticos poseen importancia en un motor de combustión interna.
Son indispensables, incluso, para crear robots y ponerlos en funcionamiento, así como para impulsar la opción ecológica y eficiente de climatización a base de ventiladores adiabáticos capaces de reemplazar al tradicional aire acondicionado. Tampoco hay que pasar por alto que, especialmente en zonas de climas cálidos y secos donde hay niveles relativamente bajos de humedad, el sistema de enfriamiento adiabático (o de enfriamiento por evaporación) es una solución de esencia sostenible para refrescar el ambiente sin gastar demasiada energía.
Más allá de la industria, hay procesos adiabáticos que observan y analizan aquellos que se dedican a la meteorología o al estudio de la naturaleza. Se suele indicar, por ejemplo, que este mecanismo se da en la formación de nubes.
Al centrar la atención en el ciclo de Carnot, por sumar otra posibilidad, se descubre que son cuatro las etapas que se despliegan durante este ciclo termodinámico. En dos casos se produce un proceso isotérmico (con temperatura conservada) y en los restantes, el proceso es adiabático (hay un aislamiento en materia térmica). En la fase de expansión adiabática, el gas experimenta un notorio enfriamiento y consigue su máximo volumen, contexto en el cual hay una disminución de su energía interna. No hay, en este panorama, una transferencia de calor y queda constante la entropía. Ocurre, más tarde, una compresión adiabática. Esta clase de compresión se produce, asimismo, en el denominado ciclo Brayton (o ciclo Joule), un modelo orientado a la evaluación de trabajos desarrollados en una máquina térmica de presión constante en la cual el fluido está constituido por un gas.
El vapor de agua termina condensado durante el proceso de formación de nubes, marco en el cual por el descenso de presión atmosférica hay una expansión adiabática del aire húmedo de dirección ascendente.
Ejemplos de proceso adiabático
Los procesos adiabáticos se producen en una amplia variedad de ámbitos, por eso abundan los ejemplos al respecto.
Es un fenómeno imprescindible para, por detallar una realidad a modo orientativo, fabricar nieve de modo artificial por medio de una máquina dotada con una mezcla a base de vapor de agua y aire comprimido.
Resulta constructivo, además, apreciar las particularidades del condensador adiabático, un equipo que se utiliza para enfriar el aire de un ambiente con una utilización mínima de agua. De acuerdo a los expertos en el tema, la refrigeración adiabática es tenida en cuenta para garantizar una buena climatización en edificios.
En tecnología cuántica, por último, ha ido ganando protagonismo la desmagnetización o desimanación adiabática. El propósito de esta acción es enfriar una sustancia paramagnética a la cual se ha aislado térmicamente.
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