La diferencia clave entre los procesos adiabáticos e isentrópicos es que los procesos adiabáticos pueden ser reversibles o irreversibles, mientras que un proceso isentrópico es un proceso reversible.
En química, dividimos el universo en dos partes. La parte que nos interesa es un sistema, y el resto es el entorno. Un sistema puede ser un organismo, un recipiente de reacción o incluso una sola célula. Podemos distinguir los sistemas por el tipo de interacciones que tienen o por los tipos de intercambios que tienen lugar. A veces, la materia y la energía se intercambian a través de los límites del sistema. La energía intercambiada puede tomar varias formas, como energía luminosa, energía térmica, energía sonora, etc. Si la energía de un sistema cambia debido a una diferencia de temperatura, decimos que ha habido un flujo de calor. Sin embargo, algunos procesos involucran variaciones de temperatura pero no flujo de calor; estos se conocen como procesos adiabáticos. Un proceso isentrópico es un tipo de proceso adiabático.
¿Qué son los procesos adiabáticos?
El cambio adiabático es un cambio en el que no se transfiere calor hacia adentro o hacia afuera del sistema. La transferencia de calor se puede detener principalmente de dos maneras. Una es mediante el uso de un límite aislado térmicamente para que no pueda entrar ni salir calor. Por ejemplo, una reacción que ocurre en un matraz Dewar es adiabática. El otro método en el que puede tener lugar un proceso adiabático es cuando un proceso tiene lugar muy rápidamente; por lo tanto, no queda tiempo para transferir calor hacia adentro y hacia afuera.
En termodinámica, mostramos los cambios adiabáticos por dQ=0. En estos casos, existe una relación entre la presión y la temperatura. Por tanto, el sistema sufre cambios debido a la presión en condiciones adiabáticas. Esto es lo que sucede en la formación de nubes y en las corrientes de convección a gran escala. A mayor altitud, la presión atmosférica es menor. Cuando el aire se calienta, tiende a subir. Debido a que la presión del aire exterior es baja, el paquete de aire ascendente intentará expandirse. Al expandirse, las moléculas de aire realizan trabajo, y esto afectará su temperatura. Por eso la temperatura se reduce al subir.
Figura 01: Proceso adiabático en un gráfico
Según la termodinámica, la energía en el paquete permanece constante, pero se puede convertir para hacer el trabajo de expansión o para mantener su temperatura. No hay intercambio de calor con el exterior. Este mismo fenómeno se aplica también a la compresión de aire (por ejemplo, un pistón). En esa situación, cuando la parcela de aire se comprime, la temperatura aumenta. Estos procesos se denominan calentamiento y enfriamiento adiabáticos.
¿Qué son los procesos isentrópicos?
Los procesos espontáneos aumentan la entropía del universo. Cuando esto sucede, la entropía del sistema o la entropía circundante pueden aumentar. Un proceso isoentrópico ocurre cuando la entropía del sistema permanece constante.
Figura 02: Un proceso isentrópico
Un proceso adiabático reversible es un ejemplo de un proceso isentrópico. Además, los parámetros constantes en un proceso isoentrópico son la entropía, el equilibrio y la energía térmica.
¿Cuál es la diferencia entre los procesos adiabático e isentrópico?
Un proceso adiabático es un proceso en el que no se produce transferencia de calor, mientras que un proceso isentrópico es un proceso termodinámico idealizado que es tanto adiabático como reversible. Por lo tanto, la diferencia clave entre los procesos adiabáticos e isentrópicos es que los procesos adiabáticos pueden ser reversibles o irreversibles, mientras que los procesos isentrópicos son reversibles. Además, ocurre un proceso adiabático sin transferencia de calor entre el sistema y el entorno, mientras que ocurre un proceso isentrópico sin irreversibilidad ni transferencia de calor.
Resumen: procesos adiabáticos frente a isentrópicos
Un proceso adiabático es un proceso en el que no se produce transferencia de calor. Un proceso isentrópico es un proceso termodinámico idealizado que es tanto adiabático como reversible. Por lo tanto, la diferencia clave entre los procesos adiabáticos e isentrópicos es que los procesos adiabáticos pueden ser reversibles o irreversibles, mientras que los procesos isentrópicos son reversibles.
