ADIABATICA, TRASFORMAZIONE

ADIABATICA, TRASFORMAZIONE (dal gr. ἀδιάβατος "impenetrabile"; ἀ privativo e δια-βαίνω "attraversare")

TRASFORMAZIONE Nella termodinamica si dà il nome di trasformazione adiabatica a una trasformazione di un corpo (espansione, dilatazione, reazione chimica, ecc.) che ha luogo senza scambio di calore con l'esterno. Così p. es è adiabatica l'espansione o la compressione di un gas chiuso in un recipiente impermeabile al calore. Nell'espansione adiabatica di un gas il lavoro di espansione è ottenuto a spese dell'energia interna del gas, che quindi si rafffredda.

In una trasformazione adiabatica di un gas vale la relazione pv^k = cost. dove p e v sono la pressione ed il volume del gas, k è il rapporto c_p / c_v. tra i calori specifici del gas a pressione e a volume costante. Questa relazione è analoga alla legge di Boyle pv = cost. che vale per le trasformazioni isotermiche. Quando però l'espansione avviene senza compiere lavoro esterno (p. es. espansione nel vuoto) per un gas perfetto non si dovrebbe osservare alcuna variazione di temperatura. In realtà la maggior parte dei gas si raffreddano egualmente e si fa uso di questa proprietà per liquefarli. Solo l'idrogeno e l'elio espandendosi si riscaldano (salvo alle bassissime temperature) e questo contribuisce alla grande difficoltà della loro liquefazione.

Nella meccanica superiore si usa invece l'espressione trasformazione adiabatica in un senso differente. Diciamo meccanismo di un sistema il complesso delle forze o dei vincoli che li definiscono. Noi operiamo una trasformazione adiabatica sul sistema se ne mutiamo il meccanismo in modo assai lento rispetto ai periodi del sistema e in modo indipendente da questi. Così p. es. se si accorcia lentamente il filo di un pendolo, mentre questo oscilla, si dirà che il pendolo viene modificato adiabaticamente.

Nella fisica atomica ha importanza il principio di Ehrenfest sulle adiabatiche, così formulato: se un sistema si trova in uno stato quantico, anche lo stato a cui è portato il sistema dopo una trasformazione adiabatica è uno stato quantico ed ha i medesimi numeri quantici (v. atomo).