Erinevus adiabaatilise ja isotermilise vahel

Adiabaatiline vs isotermiline

Keemia jaoks on universum jagatud kaheks osaks. Osa, mis meid huvitab, nimetatakse süsteemiks ja ülejäänu ümbritsevaks. Süsteem võib olla organism, reaktsioonianum või isegi üksik rakk. Neid süsteeme eristatakse nendevahelise interaktsiooni laadi või toimuva vahetuse tüübi järgi. Süsteemid võib jagada kaheks: avatud ja suletud süsteemid. Mõnikord saab asjade ja energia vahetamine süsteemi piiride kaudu. Vahetatud energia võib esineda mitmel kujul, näiteks valgusenergia, soojusenergia, helienergia jne. Kui süsteemi energia muutub temperatuurierinevuse tõttu, siis on meie sõnul toimunud soojusvoog. Adiabaatiline ja polütroopiline on kaks termodünaamilist protsessi, mis on seotud soojusülekandega süsteemides.

Adiabaatiline

Adiabaatiline muutus on see, mille käigus soojust ei kanta süsteemi ega sellest välja. Soojusülekannet saab peatada peamiselt kahel viisil. Üks on termiliselt isoleeritud piirde kasutamine, nii et kuumus ei pääseks sisse ega sisse. Näiteks Dewar-kolvis läbiviidud reaktsioon on adiabaatiline. Muud tüüpi adiabaatilised protsessid toimuvad protsessi toimumisel kiiresti; seega pole aega soojuse sisse- ja väljakandmiseks. Termodünaamikas näidatakse adiabaatilisi muutusi väärtusega dQ = 0. Nendel juhtudel on rõhu ja temperatuuri vahel seos. Seetõttu läbib süsteem adiabaatilistes tingimustes surve tõttu muutusi. See juhtub pilve tekke ja suuremahuliste konvektsioonivoolude korral. Suurematel kõrgustel on madalam õhurõhk. Õhu kuumutamisel kipub see tõusma. Kuna välisõhu rõhk on madal, proovib tõusev õhutükk laieneda. Paisumisel õhumolekulid toimivad ja see mõjutab nende temperatuuri. Sellepärast väheneb temperatuur tõusmisel. Termodünaamika kohaselt püsib maatükis olev energia konstantsena, kuid selle saab muundada paisutustööde tegemiseks või võib-olla oma temperatuuri hoidmiseks. Väljast soojusvahetust ei toimu. Sama nähtust saab rakendada ka õhu kokkusurumisel (nt kolb). Sellises olukorras tõuseb õhupaki kokkusurumisel temperatuur. Neid protsesse nimetatakse adiabaatiliseks kuumutamiseks ja jahutamiseks.

Isotermiline

Isotermiline muutus on selline, milles süsteem püsib ühtlasel temperatuuril. Seetõttu dT = 0. Protsess võib olla isotermiline, kui see toimub väga aeglaselt ja kui protsess on pöörduv. Nii et muutus toimub väga aeglaselt, on temperatuuri kõikumiste kohandamiseks piisavalt aega. Veelgi enam, kui süsteem võib toimida jahutusradiaatorina, kus see suudab pärast kuumuse neelamist säilitada ühtlast temperatuuri, on see isotermiline süsteem. Kui ideaalil on isotermilised tingimused, saab rõhu saada järgmisest võrrandist.

P = nRT / V

Tööst saadik, W = PdV saab tuletada järgmise võrrandi.

W = nRT ln (Vf / Vi)

Seetõttu toimub konstantsel temperatuuril laienemine või tihendamine süsteemi mahu muutmise ajal. Kuna isotermilises protsessis sisemist energia muutust ei toimu (dU = 0), kasutatakse kogu tarnitud soojust töö tegemiseks. See juhtub soojusmootoris.