A principal diferença entre processos adiabáticos e politrópicos é que em processos adiabáticos não ocorre transferência de calor, enquanto em processos politrópicos ocorre transferência de calor.
Em química, dividimos o universo em duas partes. A parte que vamos estudar é “um sistema”, e o resto é “o entorno”. Um sistema pode ser um organismo, um vaso de reação ou mesmo uma única célula. Podemos distinguir sistemas uns dos outros pelo tipo de interações que eles têm ou pelos tipos de trocas que ocorrem. Podemos classificar os sistemas em dois grupos como sistemas abertos e fechados. Às vezes, matéria e energia podem atravessar os 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 relacionados à transferência de calor em sistemas.
O que é Adiabático?
Mudança adiabática é aquela em que nenhum calor é transferido para dentro ou para fora do sistema. Esta limitação de transferência de calor ocorre principalmente de duas maneiras. Uma é usar um limite termicamente isolado para que nenhum calor possa entrar ou existir. Por exemplo, uma reação que realizamos em um frasco Dewar é adiabática. Em segundo lugar, um processo adiabático acontece quando um processo ocorre muito rapidamente; assim, não há mais tempo para transferir calor para dentro e para fora.
Em termodinâmica, podemos mostrar mudanças adiabáticas como dQ=0 onde Q é a energia térmica. Nesses casos, há uma relação entre pressão e temperatura. Portanto, o sistema muda devido à pressão em condições adiabáticas.
Por exemplo, pense no que acontece na formação de nuvens e correntes de convecção em grande escala. Em altitudes mais elevadas, há menor pressão atmosférica. Quando o ar aquece, 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 altera sua temperatura. É por isso que a temperatura diminui ao subir.
Figura 01: Formação de Nuvens é um Exemplo de Processo Adiabático
De acordo com a termodinâmica, a energia na parcela de ar permanece constante, mas pode ser convertida em diferentes formas de energia (para realizar o trabalho de expansão ou talvez para manter sua temperatura). No entanto, não há troca de calor com o exterior. Também podemos aplicar esse mesmo fenômeno 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 Politrópico?
Processo politrópico ocorre com transferência de calor. No entanto, a transferência de calor acontece de forma reversível neste processo.
Figura 02: Soprar um balão no sol quente é um exemplo de processo politrópico
Quando um gás sofre este tipo de transferência de calor, a seguinte equação é verdadeira para um processo politrópico.
PVn=constante
Onde P é a pressão, V é o volume e n é uma constante. Assim, para manter o PV constante no processo de expansão/compressão do gás politrópico, ocorre troca de calor e trabalho entre o sistema e o ambiente. Portanto, politrópico é um processo não adiabático.
Qual é a diferença entre adiabático e politrópico?
A mudança adiabática é aquela em que nenhum calor é transferido para dentro ou para fora do sistema enquanto o processo politrópico ocorre com transferência de calor. Portanto, a principal diferença entre os processos adiabáticos e politrópicos é que nos processos adiabáticos não ocorre transferência de calor, enquanto nos processos politrópicos ocorre a transferência de calor. Além disso, a equação dQ=0 é verdadeira para o processo adiabático enquanto a equação PVn=constante é verdadeira para o processo politrópico.
Resumo – Adiabático vs Politrópico
Processos adiabáticos e politrópicos são dois importantes processos termodinâmicos. A principal diferença entre os processos adiabáticos e politrópicos é que nos processos adiabáticos não ocorre transferência de calor, enquanto nos processos politrópicos ocorre a transferência de calor.
