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Adiabatica

Trasformazione adiabatica

In fisica, con il termine di adiabatica, si intende una trasformazione che avviene senza scambio di calore fra il sistema e l'ambiente (processo adiabatico).

Sperimentalmente tale processo viene ottenuto o circondando il sistema con materiali isolanti termici o facendo avvenire il processo molto rapidamente.

Infatti, dato che il flusso di calore è piuttosto lento, qualunque processo può essere reso sufficientemente adiabatico se viene eseguito abbastanza in fretta.

Per una trasformazione adiabatica Q è uguale a zero, cosicchè, dal primo principio della termodinamica si ha che:

ΔU = Uf - Ui = - L

Quindi, in un processo adiabatico, l'energia interna di un sistema aumenta di una quantità esattamente eguale al lavoro fatto sul sistema stesso.

Se in un processo adiabatico il lavoro viene fatto dal sistema, l'energia interna diminuisce esattamente dell'ammontare del lavoro esterno compiuto.

Un aumento dell'energia interna generalmente fa aumentare la temperatura del sistema, mentre una diminuzione dell'energia interna generalmente fa diminuire la temperatura.

Un gas che si espande adiabaticamente compie lavoro esterno e la sua energia interna diminuisce; un tale processo viene usato per raggiungere basse temperature.

L'aumento di temperatura durante una compressione adiabatica dell'aria è un fatto ben noto nel riscaldamento delle pompe di bicicletta.

Esempio di processi adiabatiche

Fra i molti esempi pratici di processi adiabatici vi sono:

  • l'espansione del vapore nel cilindro di un motore a vapore;
  • l'espansione di gas riscaldati in un motore a combustione interna;
  • la compressione dell'aria in un motore Diesel o in un compressore d'aria.

Tutti questi processi avvengono così rapidamente che soltanto quantità di calore molto piccole possono abbandonare o entrare nel sistema durante intervalli di tempo così brevi.

Per ulteriori info vedi: trasformazioni dei gas che avvengono senza scambi di calore oppure compressione ed espansione adiabatica.

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