¿Cómo funciona el proceso adiabático?

Introducción

Si caminara a través de la enorme cordillera del Himalaya, finalmente tendría una vista increíble de la meseta tibetana. Esta meseta es un desierto expansivo y sus condiciones áridas son el resultado directo de procesos adiabáticos. Muchos de los grandes desiertos de la tierra son el resultado directo de procesos adiabáticos. En un proceso adiabático , la materia se calienta o enfría sin agregar o quitar calor del sistema. Se calienta o enfría simplemente por el volumen de materia que se expande o comprime. Aunque hay muchos ejemplos de procesos adiabáticos, nos centraremos en ejemplos en la atmósfera, específicamente en la cordillera del Himalaya y la meseta tibetana.

Proceso adiabático en la meseta tibetana

La meseta tibetana es un entorno increíblemente árido con solo 100-300 milímetros de precipitación al año. Esta falta de precipitación se debe en gran parte a lo que se denomina efecto de sombra de lluvia, que es el resultado directo de los procesos adiabáticos. El efecto de sombra de lluvia es un área seca detrás de las montañas que ocurre cuando gran parte del agua presente en el aire cae como precipitación en un lado de una cordillera, dejando al otro lado de la cordillera con poca agua disponible.

La meseta tibetana y muchos otros desiertos producidos por los efectos de las sombras de la lluvia son una excelente manera de recordar cómo funcionan los procesos adiabáticos. Al pensar en los procesos adiabáticos, es importante recordar que el aire se enfría a medida que se expande y se calienta a medida que se comprime.

Refrigeración adiabática

En el lado de barlovento de la cordillera del Himalaya, el aire se ve forzado a altitudes más altas cuando se empuja contra la cara de la montaña. A medida que el aire sube por la cara de la montaña, la presión disminuye, lo que permite que el aire se expanda en volumen. A medida que el aire se expande y disminuye su presión, el aire se enfría; este proceso se llama enfriamiento adiabático . Esta rápida disminución de la presión y la temperatura hace que la humedad disponible se condense y forme gotitas que luego caen hacia la tierra debido a la gravedad. Es por eso que la cordillera del Himalaya está cubierta de nieve: el aire que se eleva, se expande y se enfría se convierte en precipitación cuando se eleva por encima de las montañas. Gran parte de la cordillera del Himalaya recibe entre 1500 y 3000 mm de precipitación cada año.

Calefacción adiabática

En el lado de sotavento de la cordillera del Himalaya, el aire es empujado hacia la meseta tibetana. A medida que el aire desciende a altitudes más bajas, la presión aumenta, lo que disminuye el volumen de aire. A medida que se comprime el aire, se calienta; este proceso se llama calentamiento adiabático . Ahora que este aire está a menor altitud y ha experimentado un aumento de temperatura, cualquier humedad restante en el aire seguirá siendo vapor de agua en lugar de caer al suelo como precipitación. Esto deja el lado de sotavento de los Himalayans, conocido como la meseta tibetana, extremadamente seco, recibiendo solo 100-300 milímetros de precipitación cada año.

Resumen de la lección

El aire se puede enfriar o calentar sin agregar ni restar energía térmica. Hemos aprendido que esto se llama proceso adiabático. En lugar de que el aire se enfríe o se caliente agregando o restando energía térmica, su temperatura cambia según el volumen de aire que se expande o comprime. En nuestro ejemplo, aprendimos que la cantidad de precipitación que recibe la cordillera del Himalaya y la meseta tibetana está directamente relacionada con los procesos adiabáticos. El enfriamiento adiabático ocurre cuando el aire se eleva y se expande, lo que resulta en lluvia o nieve. Vemos esto en toda la cordillera del Himalaya cuando el aire de la meseta tibetana se eleva sobre las montañas. El calentamiento adiabático ocurre cuando el aire desciende y se comprime, lo que produce muy poca precipitación. Es por eso que la meseta tibetana (que descansa en el lado de sotavento del Himalaya) es en gran parte un desierto muy seco.

Al pensar en procesos adiabáticos, recuerde la cordillera del Himalaya y la meseta tibetana. La próxima vez que pase un tiempo caminando en las montañas locales, vea si puede encontrar evidencia de procesos adiabáticos.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador