Διαφορά μεταξύ αδιαβατικής και ισοθερμικής

Αδιαβατικό έναντι ισοθερμικού

. Για το σκοπό της χημείας, ο κόσμος χωρίζεται σε δύο μέρη. Το μέρος που μας ενδιαφέρει ονομάζεται σύστημα, και το υπόλοιπο ονομάζεται περιβάλλον. Ένα σύστημα μπορεί να είναι ένας οργανισμός, ένα δοχείο αντίδρασης ή ακόμα και ένα μόνο κύτταρο. Τα συστήματα διακρίνονται από το είδος των αλληλεπιδράσεων που έχουν ή από τους τύπους ανταλλαγών. Τα συστήματα μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο ως ανοιχτά συστήματα και κλειστά συστήματα. Μερικές φορές, τα θέματα και η ενέργεια μπορούν να ανταλλάσσονται μέσω των ορίων του συστήματος. Η ενέργεια που ανταλλάσσεται μπορεί να λάβει διάφορες μορφές όπως η φωτεινή ενέργεια, η θερμική ενέργεια, η ηχητική ενέργεια κλπ. Εάν η ενέργεια ενός συστήματος αλλάξει λόγω διαφοράς θερμοκρασίας, λέμε ότι υπήρξε μια ροή θερμότητας. Τα αδιαβατικά και πολυτροπικά είναι δύο θερμοδυναμικές διεργασίες, οι οποίες σχετίζονται με τη μεταφορά θερμότητας στα συστήματα.

Αδιαβατική

Η αδιαβατική αλλαγή είναι αυτή που δεν μεταφέρει θερμότητα μέσα ή έξω από το σύστημα. Η μεταφορά θερμότητας μπορεί να σταματήσει κυρίως με δύο τρόπους. Το ένα είναι χρησιμοποιώντας ένα θερμικά μονωμένο όριο, έτσι ώστε να μην μπορεί να εισέλθει ή να υπάρξει θερμότητα. Για παράδειγμα, μια αντίδραση που διεξάγεται σε μια φιάλη Dewar είναι αδιαβατική. Ο άλλος τύπος αδιαβατικής διαδικασίας που συμβαίνει όταν μια διαδικασία λαμβάνει χώρα ποικίλλει ταχύτατα. Επομένως, δεν υπάρχει χρόνος για τη μεταφορά θερμότητας μέσα και έξω. Στη θερμοδυναμική, οι αδιαβατικές αλλαγές φαίνονται με dQ = 0. Σε αυτές τις περιπτώσεις, υπάρχει μια σχέση μεταξύ της πίεσης και της θερμοκρασίας. Επομένως, το σύστημα υφίσταται αλλαγές λόγω πίεσης σε αδιαβατικές συνθήκες. Αυτό συμβαίνει στο σχηματισμό σύννεφων και σε μεγάλης κλίμακας ρεύματα μεταφοράς. Σε υψηλότερα υψόμετρα, υπάρχει χαμηλότερη ατμοσφαιρική πίεση. Όταν θερμαίνεται ο αέρας, τείνει να ανεβαίνει. Επειδή η πίεση του εξωτερικού αέρα είναι χαμηλή, το αναπτυσσόμενο δεξαμενόπλοιο θα προσπαθήσει να επεκταθεί. Κατά την επέκταση, τα μόρια του αέρα λειτουργούν και αυτό θα επηρεάσει τη θερμοκρασία τους. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η θερμοκρασία μειώνεται όταν αυξάνεται. Σύμφωνα με τη θερμοδυναμική, η ενέργεια στο αγροτεμάχιο παραμένει σταθερή, αλλά μπορεί να μετατραπεί για να κάνει το έργο επέκτασης ή ίσως για να διατηρήσει τη θερμοκρασία του. Δεν υπάρχει ανταλλαγή θερμότητας με το εξωτερικό. Το ίδιο φαινόμενο μπορεί να εφαρμοστεί και στην συμπίεση του αέρα (π.χ.: ένα έμβολο). Σε αυτή την περίπτωση, όταν το πακέτο αέρα συμπιέζει τις αυξήσεις της θερμοκρασίας. Αυτές οι διαδικασίες ονομάζονται αδιαβατική θέρμανση και ψύξη.

Ισόθερμο

Η ισοθερμική αλλαγή είναι εκείνη στην οποία το σύστημα παραμένει σε σταθερή θερμοκρασία. Επομένως, dT = 0. Μια διαδικασία μπορεί να είναι ισοθερμική, εάν συμβεί πολύ αργά και αν η διαδικασία είναι αναστρέψιμη. Έτσι, η αλλαγή συμβαίνει πολύ αργά, υπάρχει αρκετός χρόνος για να ρυθμίσετε τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Επιπλέον, εάν ένα σύστημα μπορεί να λειτουργήσει σαν ένας ψύκτης θερμότητας, όπου μπορεί να διατηρήσει μια σταθερή θερμοκρασία μετά την απορρόφηση της θερμότητας, είναι ένα ισοθερμικό σύστημα.Για ένα ιδανικό έχει σε ισόθερμες συνθήκες, η πίεση μπορεί να δοθεί από την ακόλουθη εξίσωση.

P = nRT / V

Από την εργασία, W = PdV μπορεί να προκύψει εξίσωση.

W = nRT ln (Vf / Vi)

Επομένως, σε σταθερή θερμοκρασία συμβαίνει η εργασία επέκτασης ή συμπίεσης κατά την αλλαγή της έντασης του συστήματος. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει εσωτερική αλλαγή ενέργειας σε μια ισοθερμική διαδικασία (dU = 0), όλη η παρεχόμενη θερμότητα χρησιμοποιείται για να κάνει εργασία. Αυτό συμβαίνει σε μια μηχανή θερμότητας.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Αδιαβατικών και ισοθερμικών; • Αδιαβατική σημαίνει ότι δεν υπάρχει ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του συστήματος και του περιβάλλοντος, συνεπώς, η θερμοκρασία θα αυξηθεί αν είναι συμπίεση ή η θερμοκρασία θα μειωθεί στην επέκταση. • Ισοθερμικά μέσα, δεν υπάρχει αλλαγή θερμοκρασίας. Έτσι, η θερμοκρασία σε ένα σύστημα είναι σταθερή. Αυτό επιτυγχάνεται με την αλλαγή της θερμότητας. • Στο αδιαβατικό dQ = 0, αλλά dT ≠ 0. Ωστόσο, στις ισοθερμικές αλλαγές dT = 0 και dQ ≠ 0. • Οι αδιαβατικές αλλαγές γίνονται γρήγορα, ενώ οι ισοθερμικές αλλαγές πραγματοποιούνται πολύ αργά.