O que é um processo isotérmico?

Um processo isotérmico é um tipo de processo termodinâmico que ocorre a uma temperatura constante. Isso significa que a energia térmica que entra e sai do sistema é suficiente para mantê-lo em equilíbrio térmico, ou seja, a temperatura do sistema permanece constante durante todo o processo. Em outras palavras, a temperatura é mantida constante enquanto o sistema realiza trabalho ou troca calor com o ambiente.

Como funciona um processo isotérmico?

Durante um processo isotérmico, a temperatura do sistema permanece constante. Isso significa que a energia térmica que entra e sai do sistema é suficiente para manter a temperatura constante. Em outras palavras, a energia térmica que entra no sistema é igual à energia térmica que sai dele. Essa troca de energia é realizada por meio de trabalho ou transferência de calor com o ambiente. O trabalho realizado durante um processo isotérmico pode ser calculado usando a equação W = nRT ln(Vf/Vi), onde W é o trabalho realizado, n é o número de mols, R é a constante dos gases ideais, T é a temperatura e Vf e Vi são os volumes finais e iniciais, respectivamente.

Exemplo de processo isotérmico em máquinas térmicas

Um exemplo comum de processo isotérmico ocorre em uma máquina térmica, como um motor a vapor ou um motor de combustão interna. Durante um ciclo de motor, o gás dentro do cilindro é comprimido (processo adiabático), aquecido (processo isocórico), expandido (processo isotérmico) e resfriado (processo isocórico). Durante o processo isotérmico, a temperatura do gás é mantida constante, o que permite que o motor realize trabalho de expansão enquanto mantém a temperatura do sistema constante.

Exemplo de processo isotérmico em sistemas químicos

Processos isotérmicos também ocorrem em sistemas químicos, como reações químicas. Por exemplo, a síntese de amônia é uma reação exotérmica que pode ocorrer em ambiente isobárico (pressão constante) e isotérmico. A temperatura é mantida constante durante o processo, permitindo que a reação ocorra sem a necessidade de resfriamento ou aquecimento constante. Isso permite que a reação ocorra com eficiência e sem a necessidade de grande consumo de energia.