A principal diferença entre adiabático e isotérmico é que adiabático significa que não há troca de calor entre o sistema e o ambiente, enquanto isotérmico significa que não há mudança de temperatura.
Para fins de química, o universo é dividido em duas partes. A parte que nos interessa é chamada de sistema, e o resto é chamado de vizinhança. Um sistema pode ser um organismo, um vaso de reação ou mesmo uma única célula. Os sistemas se distinguem pelo tipo de interação que possuem ou pelos tipos de trocas que ocorrem.
Os sistemas podem ser classificados em dois sistemas abertos e sistemas fechados. Às vezes, matéria e energia podem ser trocadas através dos limites do sistema. A energia trocada pode assumir várias formas, como energia luminosa, energia térmica, energia sonora, etc. Se a energia de um sistema muda devido a uma diferença de temperatura, dizemos que houve um fluxo de calor. Adiabático e politrópico são dois processos termodinâmicos, que estão relacionados à transferência de calor em sistemas.
O que é Adiabático?
Mudança adiabática é uma mudança na qual nenhum calor é transferido para dentro ou para fora do sistema. A transferência de calor pode ser interrompida principalmente de duas maneiras. Uma delas é usar um limite termicamente isolado para que nenhum calor possa entrar ou sair. Por exemplo, uma reação realizada em um frasco Dewar é adiabática. O outro tipo de processo adiabático acontece quando um processo ocorre muito rapidamente; assim, não há mais tempo para transferir calor para dentro e para fora.
Em termodinâmica, as mudanças adiabáticas são mostradas por dQ=0. Nesses casos, há uma relação entre pressão e temperatura. Portanto, o sistema sofre alterações devido à pressão em condições adiabáticas. Isso é o que acontece na formação de nuvens e correntes convectivas em grande escala. Em altitudes mais elevadas, há menor pressão atmosférica. Quando o ar é aquecido, ele tende a subir. Como a pressão do ar externo é baixa, a parcela de ar ascendente tentará se expandir. Ao expandir, as moléculas de ar trabalham, e isso afetará sua temperatura. É por isso que a temperatura diminui ao subir.
Figura 01: Processo Adiabático
De acordo com a termodinâmica, a energia na parcela permanece constante, mas pode ser convertida para realizar o trabalho de expansão ou talvez para manter sua temperatura. Não há troca de calor com o exterior. Este mesmo fenômeno também pode ser aplicado à compressão do ar (p.ex.: um pistão). Nessa situação, quando a parcela de ar comprime a temperatura aumenta. Esses processos são chamados de aquecimento e resfriamento adiabático.
O que é isotérmico
Mudança isotérmica é aquela em que o sistema permanece a uma temperatura constante. Portanto, dT=0. Um processo pode ser isotérmico, se ocorrer muito lentamente e se o processo for reversível. Para que a mudança ocorra muito lentamente, há tempo suficiente para ajustar as variações de temperatura. Além disso, se um sistema pode atuar como um dissipador de calor, onde pode manter uma temperatura constante após absorver calor, é um sistema isotérmico.
Figura 2: Mudança isotérmica
Para um ideal tem em condições isotérmicas, a pressão pode ser dada a partir da seguinte equação.
P=nRT /V
Como trabalho, W=PdV a seguinte equação pode ser derivada.
W=nRT ln (Vf/Vi)
Portanto, em temperatura constante, o trabalho de expansão ou compressão ocorre ao alterar o volume do sistema. Como não há variação de energia interna em um processo isotérmico (dU=0), todo o calor fornecido é usado para realizar trabalho. Isto é o que acontece em uma máquina térmica.
Qual é a diferença entre adiabático e isotérmico?
Adiabático significa que não há troca de calor entre o sistema e o ambiente, portanto, a temperatura aumentará se for uma compressão, ou a temperatura diminuirá na expansão. Em contraste, meios isotérmicos, não há mudança de temperatura; assim, a temperatura em um sistema é constante. Isso é adquirido alterando o calor. Em adiabático dQ=0, mas dT≠0. No entanto, em mudanças isotérmicas dT=0 e dQ ≠0. Então, esta é a principal diferença entre adiabático e isotérmico. Além disso, as mudanças adiabáticas ocorrem rapidamente, enquanto as mudanças isotérmicas ocorrem muito lentamente.
Abaixo o infográfico resume as diferenças entre adiabático e isotérmico.
Resumo – Adiabático vs Isotérmico
A principal diferença entre adiabático e isotérmico é que adiabático significa que não há troca de calor entre o sistema e o ambiente, enquanto isotérmico significa que não há mudança de temperatura.
Imagem cortesia:
1. “Adiabático” (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Processo isotérmico” Por Netheril96 – Trabalho próprio (CC0) via Commons Wikimedia
