2.2: Procesos adiabáticos e isotérmicos
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Entre los diversos tipos de procesos termodinámicos posibles, hay dos muy importantes. Estos son los procesos adiabáticos e isotérmicos. Un proceso adiabático es aquel en el que no hay suministro de calor al cuerpo que experimenta un cambio de estado termodinámico. En otras palabras, el cuerpo se encuentra en aislamiento adiabático. Un proceso isotérmico es un cambio termodinámico donde la temperatura del cuerpo no cambia.
Las variables termodinámicas involucradas en el cambio pueden ser bastante generales; por ejemplo, podríamos considerar la magnetización y el campo magnético, la tensión superficial y el área, o la presión y el volumen. Para un gas sometido a cambio termodinámico, las variables relevantes son la presión y el volumen. En este caso, para un proceso adiabático, ya que\(dQ = 0\),
\[\begin{align*} dU &≡ C_v dT = −p dV \\[4pt] d(U + pV ) &≡ C_p dT = V dp \end{align*}\]
A partir de estos, encontramos
\[ \gamma\frac{dV}{V} + \frac{dp}{p} = 0\]
Generalmente\(\gamma\) puede depender de la temperatura (y por lo tanto de la presión), pero si consideramos un material (como el gas ideal) para el cual\(\gamma\) es una constante, la ecuación anterior da
\[pV^{\gamma} = \text{constant}\]
Esta es la ecuación para un proceso adiabático para un gas ideal.
Si consideramos un proceso isotérmico para un gas ideal, la ecuación de estado da
\[p V = n R T = \text{constant}\]