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Estudo da transformação adiabática

Física

Chamamos de transformação adiabática a transformação gasosa na qual o gás não realiza troca de calor com o meio externo.
Exemplo de expansão adiabática do gás
Exemplo de expansão adiabática do gás
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No estudo da Termologia chamamos de transformações adiabáticas aquelas transformações gasosas onde não há troca de calor com o meio externo. Sendo assim, na transformação adiabática o calor é zero.

Q = 0

Se aplicarmos a Primeira Lei da Termodinâmica, temos:

Q =  ∆U+τ

∆U = - τ

Mas o que significa não haver troca de calor entre o meio externo? Significa que se porventura ocorrer uma expansão gasosa e o gás realizar um trabalho de 300 J, não havendo troca de calor com o meio, a variação da energia interna do gás será negativa, portanto, teremos:

∆U = - 300 J

Agora, se houver uma diminuição da energia interna do gás, podemos afirmar que houve também uma diminuição na temperatura do gás. Da lei geral dos gases

podemos dizer que se o volume aumentar e a temperatura do gás diminuir, necessariamente a pressão do gás também diminuirá. De forma geral, podemos dizer que o mesmo acontece com a compressão, pois se houver compressão, a energia interna do gás aumentará, portanto a pressão também aumentará.

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Mapa Mental: Transformação Adiabática

* Para baixar o mapa mental em PDF, clique aqui!

Resumidamente, podemos dizer que:

- na expansão adiabática, a temperatura e a pressão diminuem;
- na compressão adiabática, tanto a temperatura como a pressão aumentam.

O gráfico abaixo nos fornece uma representação geral da transformação adiabática:

Gráfico representando uma transformação adiabática

As transformações adiabáticas são obtidas fazendo uso de recipientes termicamente isolados, ou também através de uma compressão, ou de uma expansão muito rápida.

Dessa forma, podemos concluir que quando um gás troca calor com o meio externo, demora algum tempo para que o calor se propague pela massa gasosa e para que esta entre em equilíbrio. Portanto, quando se efetua tanto uma expansão como uma compressão rápida, praticamente não há troca de calor com o meio externo.

* Mapa Mental por Me. Rafael Helerbrock


Por Domiciano Marques
Graduado em Física

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Estudo da transformação adiabática"; Brasil Escola. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/estudo-transformacao-adiabatica.htm>. Acesso em 21 de abril de 2019.

Lista de Exercícios
Questão 1

Em relação às transformações adiabáticas, assinale o que for correto:

a) nas compressões adiabáticas, a temperatura e a pressão dos gases diminuem.

b) nas expansões adiabáticas, a temperatura e a pressão dos gases aumentam.

c) nas transformações adiabáticas, a troca de calor entre o gás e o meio externo é nula.

d) nas transformações adiabáticas, a temperatura do gás permanece constante.

e) em uma expansão adiabática, a energia interna dos gases tende a aumentar.

Questão 2

Um gás monoatômico e ideal sofre uma expansão adiabática, realizando sobre um pistão um trabalho termodinâmico igual a 400 J. Qual é a variação da energia interna do gás, em Joules?

a) -400 J

b) 400 J

c) 200 J

d) -200 J

e) -100 J

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