El aire comprimido no necesariamente lo calienta. Por ejemplo, si la compresión ocurre muy lentamente y el contenedor es un buen conductor de calor, la temperatura del gas permanece constante. Esto se llama compresión isotérmica.
Sin embargo, si el contenedor está perfectamente aislado o el proceso ocurre muy rápidamente, la temperatura del gas aumenta. Este caso se llama compresión adiabática. Los procesos adiabáticos se caracterizan por una transferencia de calor cero con el entorno. En el caso de un aislamiento perfecto, el contenedor detiene el flujo de calor y, en el caso de una compresión rápida, el proceso ocurre demasiado rápido para que ocurra cualquier transferencia de calor. (La transferencia de calor es un proceso lento).
El aumento de temperatura puede explicarse de la siguiente manera.
La primera ley de la termodinámica dice:
[matemática] \ Delta U = \ Delta Q – P \ Delta V [/ matemática]
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Para un proceso adiabático, [matemática] \ Delta Q = 0 [/ matemática].
[matemáticas] \ Delta U = – P \ Delta V [/ matemáticas]
Para un gas ideal,
[matemáticas] U = c_v n T [/ matemáticas]
donde [math] c_v [/ math] es la capacidad de calor molar y [math] n [/ math] es el número de moles.
Entonces tenemos
[matemática] c_v n \ Delta T = – P \ Delta V [/ matemática]
Para la compresión, [matemática] \ Delta V <0 [/ matemática]. Por lo tanto,
[matemáticas] \ Delta T> 0 [/ matemáticas]
Lo que esto significa es que el trabajo realizado para comprimir el gas se convierte en energía interna.
Los procesos isotérmicos y adiabáticos son ideales, limitando los casos. La mayoría de los procesos reales se encuentran entre isotérmicos y adiabáticos. es decir, el proceso ocurre a un nivel moderado (no lo suficientemente rápido como para ser adiabático, no lo suficientemente lento como para ser isotérmico) o el contenedor tiene una conductividad térmica pequeña, pero no nula. También en estos casos, habrá un incremento de la temperatura, pero no tanto como en el proceso adiabático.
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