Erinevus adiabaatilise ja polütroopilise vahel

võtme erinevus adiabaatiliste ja polütroopiliste protsesside vahel on see adiabaatilistes protsessides soojusülekannet ei toimu, polütroopilistes protsessides toimub soojusülekanne.

Keemias jagame universumi kaheks osaks. See osa, mida me uurima hakkame, on “süsteem” ja ülejäänu “ümbritsev”. Süsteem võib olla organism, reaktsioonianum või isegi üksik rakk. Me saame süsteeme üksteisest eristada nendevahelise interaktsiooni laadi või toimuva vahetuse tüübi järgi. Saame klassifitseerida süsteemid kahte rühma avatud ja suletud süsteemideks. Mõnikord võivad asjad ja energia minna süsteemi piiridest läbi. 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.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on adiabaatiline
3. Mis on polütroopiline
4. Kõrvuti võrdlus - tabeli kujul adiabaatiline vs polütroopiline
5. Kokkuvõte

Mis on adiabaatiline?

Adiabaatiline muutus on see, mille käigus soojust ei kanta süsteemi ega sellest välja. See soojusülekande piirang toimub peamiselt kahel viisil. Üks neist on termiliselt isoleeritud piirde kasutamine, nii et soojus ei pääseks sisse ega sisse. Näiteks on reaktsioon, mille Dewar-kolvis läbi viime, adiabaatiline. Teiseks toimub adiabaatiline protsess siis, kui protsess toimub väga kiiresti; seega pole aega soojuse sisse- ja väljakandmiseks.

Termodünaamikas võime näidata adiabaatilisi muutusi kui dQ = 0, kus Q on soojusenergia. Nendel juhtudel on rõhu ja temperatuuri vahel seos. Seetõttu muutub süsteem rõhu tõttu adiabaatilistes tingimustes.

Mõelge näiteks sellele, mis juhtub pilvede moodustumisel ja suuremahulistel konvektsioonivooludel. Suurematel kõrgustel on madalam õhurõhk. Kui õhk soojeneb, kipub see tõusma. Kuna välisõhu rõhk on madal, proovib tõusev õhutükk laieneda. Paisumisel õhumolekulid toimivad ja see muudab nende temperatuuri. Sellepärast väheneb temperatuur tõusmisel.

Joonis 01: Pilve teke on näide adiabaatilisest protsessist

Termodünaamika kohaselt jääb õhupalli energia konstantseks, kuid selle saab muundada erinevateks energiavormideks (paisutustööde tegemiseks või selle temperatuuri hoidmiseks). Küll aga ei toimu soojusvahetust väljastpoolt. Sama nähtust saame rakendada ka õhukompressioonil (nt kolb). Sellises olukorras tõuseb õhupaki kokkusurumisel temperatuur. Neid protsesse nimetatakse adiabaatiliseks kuumutamiseks ja jahutamiseks.

Mis on polütroopiline?

Polütroopiline protsess toimub soojusülekandega. Kuid soojusülekanne toimub selles protsessis pöörduvalt.

Joonis 02: Ballooni puhumine kuuma päikese käes on näide polütroopilisest protsessist

Kui gaas läbib seda tüüpi soojusülekannet, kehtib polütroopilise protsessi puhul järgmine võrrand.

PVn = konstant

Kus P on rõhk, V on ruumala ja n on konstant. Seega, selleks, et hoida PV konstantsena polütroopilises gaasi paisumise / kokkusurumise protsessis, toimub süsteemi ja ümbritseva vahel nii soojus kui ka töö. Seetõttu on polütropiline protsess mitteadiabaatiline protsess.

Mis vahe on adiabaatilisel ja polütroopilisel?

Adiabaatiline muutus on see, mille käigus soojust ei kanta süsteemi ega sellest välja, samal ajal kui polütroopiline protsess toimub soojusülekandega. Seega on peamine erinevus adiabaatiliste ja polütroopiliste protsesside vahel selles, et adiabaatilistes protsessides ei toimu soojusülekannet, samas kui polütroopilistes protsessides toimub soojusülekanne. Lisaks on võrrand dQ = 0 tõene adiabaatilise protsessi puhul, võrrand PVn = konstant vastab tõele polütroopilise protsessi korral.

Kokkuvõte - adiabaatne vs polütroopiline

Adiabaatiline ja polütroopiline protsess on kaks olulist termodünaamilist protsessi. Adiabaatilise ja polütroopilise protsessi peamine erinevus on see, et adiabaatilistes protsessides ei toimu soojusülekannet, polütroopilistes protsessides toimub soojusülekanne.

Viide:

1. Libretekstid. "3.6: Adiabaatilised protsessid ideaalse gaasi saamiseks." Füüsika LibreTexts, Libretexts, 11. märts 2018. Saadaval siin  

Pilt viisakalt:

1. ”2218028” Webmoment (CC0) pixabay kaudu
2. Jim (CC0) pexelide kaudu ”1118775”