En thermodynamique, une paroi adiabatique est une paroi qui ne permet pas le transfert de chaleur d'un côté à l'autre. Une paroi adiabatique ne laisse pas entrer ou sortir la chaleur d'un système thermodynamique.
Les parois adiabatiques sont des notions théoriques selon le premier principe de la thermodynamique. Si elles existaient, elles seraient un parfait isolant thermique. Bien qu'excellent, tout isolant thermique permet toujours un certain transfert thermique.
La différence avec une paroi diatherme est que le transfert d'énergie de la paroi diathème est possible, mais pas le transfert de masse.
Exemples des parois adiabatiques
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L'isolation d'une maison - si elle est parfaite - ne permet pas d'interaction thermique avec l'extérieur de la maison.
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Les couches d'air d'un capteur solaire. Dans les capteurs solaires, entre la surface sombre où le rayonnement solaire est capté et l'extérieur, il y a une couche d'air dont l'objectif est d'empêcher les flux de chaleur.
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Les fenêtres à double vitrage visent à créer une couche d'air entre elles et à empêcher le flux d’énergie en forme de chaleur du milieu extérieur.
Qu'est-ce qu'un processus adiabatique ?
Un processus adiabatique est un processus dans lequel le système n'échange pas de chaleur avec son environnement. Ces processus peuvent également être isentropiques, auquel cas le processus est également réversible.
Ce terme fait référence aux éléments qui empêchent le transfert de chaleur vers l'environnement. Un mur isolé est assez proche de ce concept.
Le chauffage et le refroidissement adiabatiques sont des processus qui se produisent généralement en raison du changement de pression d'un gaz. Il peut être quantifié à l'aide de la loi des gaz parfaits. En ce cas, la variation d’énergie interne peut seulement se produire pour une variation de la pression ou du volume.
Si le processus est une transformation adiabatique réversible est appelé processus isentropique. L'extrême opposé d’un processus adiabatique irréversible, où le transfert de chaleur maximal a lieu, ce qui fait que la température reste constante, s'appelle le processus isotherme.
Différence entre un processus adiabatique et un processus isotherme
Un processus est adiabatique si aucune chaleur n'est échangée avec l'environnement. Au contraire, un processus isotherme est le cas opposé : le transfert de chaleur maximal a lieu dans un processus isotherme.
Lorsqu'un processus exothermique est effectué de manière adiabatique, la température du système augmente car le système retient la chaleur générée.
En revanche, lorsqu'un processus endothermique est réalisé de manière adiabatique, la température du système diminue car la chaleur requise n'est pas fournie de l'extérieur. Un exemple de ceci est le fonctionnement d'un réfrigérateur dans lequel un gaz comprimé se dilate à travers une constriction. La température du gaz diminue ainsi.
Comme on le voit avec le réfrigérateur, il n'est parfois pas difficile d'isoler un système du monde extérieur. Cependant, lorsqu'un processus se déroule très rapidement, il n'y a pas de temps pour échanger de la chaleur avec l'environnement, et le processus dans la première approche est adiabatique.