Durante la expansión adiabática, un gas sufre un cambio de volumen sin que se agregue ni retire calor del sistema (Q =0). A medida que el gas se expande, actúa empujando contra el entorno. Este trabajo se realiza a expensas de la energía interna del gas, provocando una disminución de su temperatura. Por tanto, el gas se enfría debido a la conversión de energía interna en trabajo.

A continuación te explicamos el proceso:

1. Estado inicial: Considere un gas confinado dentro de un recipiente a cierta temperatura, volumen y presión.

2. Expansión adiabática: El recipiente se expande repentinamente, permitiendo que el gas ocupe un volumen mayor. Como la expansión es adiabática, no se intercambia calor entre el gas y su entorno.

3. Trabajo realizado por el gas: A medida que el gas se expande, empuja contra las paredes en expansión del recipiente, realizando trabajo (W) en los alrededores. Este trabajo es positivo porque el gas ejerce una fuerza a lo largo de una distancia en la dirección del desplazamiento.

4. Energía interna: Según la primera ley de la termodinámica, la energía no se puede crear ni destruir, sólo transferirse entre diferentes formas. En este caso, como no se añade calor al sistema (Q =0), el trabajo realizado por el gas (W) debe provenir de la energía interna (U) del gas.

5. Efecto refrescante: La energía interna de un gas está relacionada con su temperatura. A medida que el gas trabaja expandiéndose, su energía interna disminuye. Esta disminución de la energía interna hace que baje la temperatura del gas.

En resumen, durante la expansión adiabática, el trabajo realizado por el gas se deriva de su energía interna, lo que provoca una disminución de la temperatura y un efecto de enfriamiento sobre el gas.