Diferença entre adiabático e isotérmico (com tabela)

Os processos isotérmicos e adiabáticos são utilizados em termodinâmica para explicar o comportamento de um processo termodinâmico e sua relação com as variações de temperatura. A distinção entre reações isotérmicas e adiabáticas deve ser compreendida para compreender seu real uso industrial. Ambos os processos são mais mencionados em termodinâmica. Ambos os processos são opostos.

Adiabático x Isotérmico

A principal distinção entre processos adiabáticos e isotérmicos é que os processos adiabáticos ocorrem em temperaturas diferentes, enquanto os processos isotérmicos ocorrem a uma temperatura constante. A diferença mais significativa entre as duas partes do processo é que o processo adiabático não inclui o transporte de calor de ou para o líquido. Por outro lado, o calor é transferido para o ambiente para manter uma temperatura constante no processo isotérmico.

O processo adiabático acontece quando não há transferência de calor entre tal sistema e seu ambiente. Para evitar a transmissão indesejada de calor, a temperatura do sistema deve ser ajustada. Este processo adiabático pode ser reversível ou irreversível.

Um processo isotérmico ocorre a uma temperatura fixa, mas outros parâmetros do sistema podem ser alterados. É um fenômeno termodinâmico no qual as temperaturas de um sistema não mudam com o tempo. O calor é transferido para dentro e para fora do sistema de forma relativamente lenta para manter o equilíbrio térmico. O Processo isotérmico é a alteração de um material, item ou mesmo sistema a uma temperatura constante.

Tabela Comparativa Entre Processo Adiabático e Isotérmico

O que é Adiabático?

Um processo adiabático é um processo termodinâmico que ocorre quando não há transferência de calor entre um sistema e sua vizinhança. Neste caso, nem calor nem energia são transportados para dentro ou para fora do sistema. Como resultado, o esforço é o único método para a transferência de energia entre um corpo e o seu ambiente num processo adiabático. Pode ser irreversível ou reversível.

As configurações de um pistão, como acontece com um pistão em um motor a gasolina, são um exemplo em que os processos adiabáticos são relevantes. O gás se contrairá à medida que a pressão do pistão aumenta. A descompressão faz com que o gás se expanda novamente, fazendo com que o pistão se mova. Os mecanismos adiabáticos são responsáveis ​​por isso.

A expansão adiabática é o comportamento idealizado de um sistema no qual a temperatura continua a aumentar, mas a pressão permanece constante. Refere-se a um sistema selado em geral.

A maior energia interna do fluxo de ar no sistema é igual ao trabalho externo realizado. Neste caso, o calor da atmosfera circundante não é eliminado nem adicionado ao ar do sistema. A pressão operacional tende a exceder o volume à medida que a temperatura aumenta.

Fazendo a operação rapidamente, um processo adiabático pode ser mantido. Por exemplo, se comprimirmos rapidamente um gás em cilindros, o sistema não terá tempo suficiente para transmitir energia térmica ao ambiente. O trabalho do sistema modifica a energia interna do sistema em processos adiabáticos.

O que é Isotérmico?

Um processo isotérmico é aquele em que a temperatura permanece constante apesar das mudanças na pressão e no volume. A lei dos gases de Boyle na termodinâmica conecta pressão, temperatura e volume. Se um permanecer inalterado, os outros se alterarão proporcionalmente a ele. Sempre que a pressão e o volume do gás são inversamente proporcionais, a temperatura de um gás permanece constante.

O calor deve ser movido para dentro ou fora do sistema para manter a temperatura do sistema constante.

Por exemplo, quando um material, como a água, atinge o seu ponto de fusão ou ebulição, a pressão e a temperatura permanecem constantes apesar das mudanças de fase, volume e energia térmica.

A máquina de Carnot é uma importante utilização industrial do processo isotérmico. Para manter a temperatura do sistema estável, o trabalho deve ser feito aqui nos sistemas ou pelos sistemas no ambiente; trabalhar nos gases aumenta a energia, o que aumenta a temperatura.

Porém, se a temperatura aumentar acima do ponto de ajuste, o sistema começa a funcionar no ambiente. Porém, quando a temperatura do sistema cai, a energia é liberada na forma de calor para o ambiente.

Diferença principal entre adiabático e isotérmico

• Em um sistema adiabático, a temperatura de um gás diminui à medida que ele se expande, enquanto em um sistema isotérmico, a temperatura permanece constante à medida que o gás se expande.
• Num sistema adiabático, a pressão é inversamente proporcional ao volume, enquanto a pressão num sistema isotérmico é inversamente proporcional.
• Em um sistema adiabático, o calor não varia, mas sim em um sistema isotérmico.
• Num processo adiabático, a energia interna muda, causando expansão, mas num processo isotérmico, a expansão ocorre pela absorção de calor do ambiente.
• Um sistema de processo adiabático é termicamente separado de seu entorno. Requer um sistema isolado, enquanto um sistema de processo isotérmico não é isolado termicamente do seu entorno e, portanto, requer um sistema aberto ou fechado.
• O trabalho realizado num processo adiabático é devido a mudanças na energia interna, enquanto o trabalho realizado num processo isotérmico é devido ao conteúdo de calor líquido do sistema.
• Um sistema adiabático comprime adicionando calor à energia interna do sistema, enquanto um sistema isotérmico comprime perdendo calor para o ambiente.

Conclusão

O processo adiabático requer duas condições importantes:

• O sistema deverá ser isolado do seu entorno; e
• O processo deve acontecer com rapidez suficiente para permitir tempo suficiente para transferir calor.

Em geral, o processo isotérmico pode funcionar sob duas condições: 

• Isto ocorre quando a temperatura ambiente (T) é menor que a temperatura do sistema (TS), ou seja, T < TS, e nenhum equilíbrio térmico é mantido. 
• Isso ocorre quando a temperatura externa é superior até mesmo às temperaturas do sistema e o equilíbrio térmico não é mantido.

Os processos adiabáticos e isotérmicos envolvem pressão, temperatura e volume. Eles também são bastante atraídos por gases. Nas atmosferas planetárias, ambos os tipos de processos são cruciais.

Referência

1. https://aapt.scitation.org/doi/pdf/10.1119/1.2344391
2. https://link.springer.com/article/10.1007/s11005-005-4838-1
3. https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2014/rp/c4rp00008k