Os princípios básicos da termodinâmica encapsulam o modo de transferência de energia entre duas entidades. Existem vários processos através dos quais a referida transferência de energia ocorre, e esses vários processos são chamados de processos termodinâmicos. Eles são freqüentemente representados como funções de pressão e volume ou temperatura e entropia. Adiabático e isentrópico são dois desses processos.
Adiabático vs Isentrópico
A diferença entre os termos adiabático e isentrópico reside no mecanismo de transferência de energia envolvido e no tipo de sistema que eles são, conseqüentemente. Os dois termos têm significados variados, porém no que diz respeito ao campo da termodinâmica, eles são representativos das condições externas impostas a um determinado sistema de energia.
O termo adiabático significa que não há transferência de calor, ou seja, o calor não é perdido nem ganho na transferência de energia. Portanto, constitui um sistema isolado termicamente. Representa um processo ideal de transferência de energia. Pode ser reversível (onde a energia interna total permanece inalterada) ou irreversível (a energia interna total é alterada). Em um processo adiabático, o calor total trocado entre o sistema e seu entorno é zero. Como resultado, a única variável que influencia a mudança na energia interna do sistema é o trabalho realizado
Isentrópico significa um processo adiabático idealizado - aquele que é reversível e não sofre alteração na entropia. Ambos os processos isentrópicos e processos reversíveis adiabáticos são tipos de processos politrópicos. Processos politrópicos são aqueles que obedecem ao PV = C. Neste caso, P representa a pressão, V representa o volume en nos dois processos acima mencionados é? e C é uma constante. Os processos adiabáticos ocorrem em um sistema estritamente isolado termicamente, ao passo que os processos isentrópicos podem não ocorrer.
Tabela de comparação entre adiabático e isentrópico
| Parâmetros de comparação | Adiabático | Isentrópico |
|---|---|---|
| Condições Essenciais | - Sistema perfeitamente isolado - Processo rápido para facilitar a transferência de calor | - A entropia deve permanecer uma constante - Reversível |
| Relação de gás ideal | Reversível: PV? = ConstanteIrreversível: dU = -P(ext) dV (Função de mudança na energia interna, pressão e volume) | PV? é sempre uma constante |
| Energia interna total (U = Q + W) | A energia interna é igual ao trabalho realizado uma vez que o sistema está isolado termicamente (Q = 0) | A energia interna é igual à soma do calor externo aplicado e do trabalho realizado |
| Mudança de entropia (ΔS) | Reversível - Sem mudança na entropiaIrreversível - Mudança na entropia representada em função da transferência de calor líquida e da temperatura do sistema. | Entropia permanece inalterada |
| Possíveis casos de uso | Fenômeno meteorológico de explosão de calor | Turbinas |
O que é adiabático?
Os processos adiabáticos podem ser de dois tipos - expansão adiabática e compressão adiabática. Na expansão adiabática de um gás ideal, o gás ideal dentro do sistema faz o trabalho e, portanto, a temperatura do sistema cai. Devido à queda de temperatura, isso constitui um resfriamento adiabático. Ao contrário, na compressão adiabática de um gás ideal, o trabalho é feito no sistema que contém o gás em um ambiente isolado termicamente. Como resultado, a temperatura do gás aumenta. Isso dá origem ao que é chamado de aquecimento adiabático. Consequentemente, essas propriedades são usadas em aplicações específicas da vida real. Por exemplo, as propriedades de expansão são empregadas em torres de resfriamento e as propriedades de compressão são empregadas em motores a diesel
O que é isentrópico?
Um processo isentrópico, como o termo sugere, é aquele em que não há troca líquida de calor e, mais importante, a entropia do sistema é uma constante. Em processos adiabáticos reversíveis, a mudança de entropia é zero. Portanto, todos os processos adiabáticos reversíveis também constituem processos isentrópicos. No entanto, o vice-versa nem sempre está implícito neste caso. Existem processos isentrópicos que não são adiabáticos. O ponto principal a ser observado no caso de processos isentrópicos é a mudança quando a entropia não ocorre.
O sistema pode estar sujeito a entropia positiva e entropia negativa igual e oposta. Nesse caso, a mudança líquida na entropia ainda permanece zero, uma vez que os dois valores de entropia se equilibram. Tal sistema não é adiabático (visto que não é um sistema isolado termicamente), mas é isentrópico. A maioria dos sistemas isentrópicos também são caracterizados principalmente pela falta de fricção. Essa falta de atrito é o que permite que o processo seja reversível e um processo adiabático idealizado.
Principais diferenças entre adiabático e isentrópico
Conclusão
Há uma infinidade de caminhos que um processo termodinâmico pode seguir. Com base na produção que o sistema deve fornecer, variáveis como pressão e trabalho realizado podem ser modificadas. Como resultado, surgem combinações únicas de resultados. Os processos adiabáticos e os processos isentrópicos ocorrem como resultados de sistemas termodinâmicos distintos, onde os pré-requisitos pertencem à energia térmica e à entropia, respectivamente. Embora variem em suas condições sistêmicas, eles não são sistemas mutuamente exclusivos. Ambos os processos adiabáticos e processos isentrópicos têm casos de uso significativos na vida real.
Referências
1. https://sci-hub.se/https://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119/1.1973642. http://www.asimow.com/reprints/PhilTrans_355_255.pdf3.
