¿Un proceso rápido siempre tiene que ser adiabático?

En preguntas comunes sobre procesos termodinámicos, digamos, por ejemplo, una pregunta simple y directa como "Un gas en T 1   k y PAG 1 atm se libera repentinamente a la presión atmosférica. Encuentre la temperatura final del gas", asumimos que el proceso es adiabático ya que no se intercambia calor entre el sistema y los alrededores en ese pequeño intervalo de tiempo. Entonces mi pregunta es, ¿todos los procesos rápidos tienen que ser adiabáticos? , ¿un proceso lento es siempre isotérmico?

No, un proceso puede ser tan rápido que puede ser un proceso sin equilibrio, que no es adiabático. Pero la mayoría de las veces en los exámenes de secundaria, 'rápido' significa adibático.
¿Un proceso lento es siempre isotérmico?
Realmente depende, de nuevo. Si existe un aislamiento “ideal”, entonces no. O si tiene una configuración extraña, como un gas que se expande lentamente dentro de un recipiente dentro de un horno que se está calentando lentamente. Pero para un examen probablemente será isotérmico a menos que estén tratando de ser engañosos.
¿Podría dar un ejemplo del primer bit?
Un proceso lento no tiene por qué ser isotérmico. Por ejemplo, si calienta un gas en un recipiente cerrado, su temperatura aumentará. Si expandimos un gas, añadiéndole una cantidad de calor mayor que la necesaria para mantener constante su temperatura, su temperatura aumentará. Hay un trillón de otros ejemplos.
@knzhou Un proceso adiabático significa que no hay transferencia de calor entre el sistema y el entorno, independientemente de si el proceso por el que atraviesa el sistema puede considerarse cuasiestático o de no equilibrio.
@Deep Diferentes personas lo definen de diferentes maneras. Creo que la definición un poco más común (que estaba usando) es un proceso con d S = 0 a lo largo de.
@knzhou Está bien. De hecho d S = 0 describe un proceso adiabático reversible.

Respuestas (2)

Si un proceso es lo suficientemente rápido como para que haya poca transferencia de calor entre el sistema y los alrededores, tratarlo como adiabático sirve como una buena primera aproximación (un proceso adiabático requiere estrictamente una transferencia de calor cero). Por ejemplo, esta aproximación se emplea para calcular la velocidad del sonido a través de un medio, porque el ciclo de contracción-expansión del medio debido al paso de la onda acústica se considera rápido. En última instancia, si tal aproximación es lo suficientemente buena se verifica solo haciendo experimentos.

Un proceso lento, por otro lado, se aproxima a un proceso cuasiestático. Un proceso cuasiestático es aquel en el que el sistema pasa por una sucesión de estados de equilibrio mientras ejecuta un proceso. Un proceso cuasiestático puede ser isotérmico si el proceso implica mantener una temperatura constante, pero no se limita a ello.

Adiabático significa “sin calor”. Puede tener procesos rápidos con (combustión de gas) o sin transferencia de calor (expansión Joule).

Isotérmico significa “misma temperatura”. Puede tener un procesamiento lento que conserve la temperatura (hielo que se derrite en el agua; expansión lenta mientras está conectado a un depósito de calor) o no (expansión adiabática, es decir, del aire ascendente)

¿Un proceso rápido siempre tiene que ser adiabático?
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