En física, un proceso adiabático es un sistema que no intercambia calor con su entorno. Esto significa que cuando el sistema realiza un trabajo, ya sea en movimiento o trabajo mecánico, idealmente no hace que su entorno sea más cálido o más frío. Para los sistemas que involucran gases, un proceso adiabático generalmente requiere cambios de presión para cambiar la temperatura sin afectar el medio ambiente circundante. En la atmósfera de la Tierra, las masas de aire sufrirán una expansión adiabática y se enfriarán, o experimentarán una compresión adiabática y se calentarán. Los ingenieros han diseñado varios motores con procesos que son al menos parcialmente adiabáticos.
Un proceso adiabático es un proceso termodinámico en el que un sistema no gana ni pierde calor en su entorno circundante. Un proceso termodinámico puede entenderse como una medida de los cambios de energía dentro de un sistema, tomados desde un estado inicial hasta un estado final. En las aplicaciones de la termodinámica, un sistema puede ser cualquier espacio claramente definido con un conjunto uniforme de propiedades, ya sea un planeta, una masa de aire, un motor diesel o el universo. Si bien los sistemas tienen muchas propiedades termodinámicas, la importante aquí es el cambio de temperatura, medido por la ganancia o pérdida de calor.
Se producirá un cambio en la energía interna de un sistema siempre que ese sistema realice un trabajo, como cuando una máquina impulsada por combustión interna mueve sus partes. En los procesos adiabáticos que involucran a la mayoría de los gases atmosféricos, como el aire, la compresión del gas dentro del sistema hace que el gas se caliente, mientras que la expansión lo enfría. Algunas máquinas de vapor se han aprovechado de este proceso para aumentar la presión y, por tanto, la temperatura, y se consideran máquinas adiabáticas. Los científicos clasifican los procesos adiabáticos, desde las máquinas hasta los sistemas meteorológicos, según sean o no reversibles a su temperatura original.
Dentro de un proceso adiabático, se producirá un cambio de temperatura solo debido al trabajo que realiza, pero no debido a la pérdida de calor a su entorno. El aire ascendente se enfría sin perder calor a las masas de aire vecinas. Se enfría porque la presión atmosférica, que comprime y calienta el aire más cerca de la superficie terrestre, disminuye con la altitud. A medida que se reduce la presión sobre un gas, se expandirá y las leyes termodinámicas consideran que la expansión es trabajo. Cuando la masa de aire se expande y realiza un trabajo, no pierde calor a otras masas de aire que pueden tener temperaturas muy diferentes, por lo que se somete a un proceso adiabático.
Es casi imposible que exista un sistema adiabático perfecto, porque generalmente se pierde algo de calor. Hay ecuaciones matemáticas que los científicos usan para modelar procesos adiabáticos que asumen un sistema perfecto por conveniencia. Estos deben ajustarse al planificar motores o dispositivos reales. Lo opuesto a un proceso adiabático es un proceso isotérmico, donde el calor se transfiere fuera del sistema a su entorno circundante. Si un gas se expande libremente fuera de un sistema con presión regulada, se somete a un proceso isotérmico.