Atšķirība starp adiabātiskām un izolētām sistēmām

Adiabātiskās un izolētās sistēmas
 

Adiabātisks process ir process, kurā neto siltuma pārnese uz darba gāzi ir nulle. Izolēta sistēma ir sistēma, kas ir pilnībā izslēgta no apkārtnes. Termodinamikā adiabātiski procesi un izolētas sistēmas ir ļoti svarīgas. Lai saprastu jēdzienus gan klasiskajā, gan statistiskajā termodinamikā, ir vajadzīga laba izpratne par šīm divām tēmām apvienojumā ar citiem iesaistītajiem terminiem. Mēs sastopamies ar adiabātiskiem procesiem un izolētām sistēmām, kas mūsu ikdienas dzīvē ir gandrīz ideālas. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir izolēta sistēma un adiabātiskais process, to definīcijas, citi ar šiem diviem saistītie termini, izolēto sistēmu un adiabātisko procesu līdzības, daži piemēri šiem diviem un visbeidzot atšķirība starp izolētām sistēmām un adiabātiskie procesi.

Kas ir izolēta sistēma?

Izolēta sistēma ir sistēma, kurā nav iespējama nekāda enerģijas pārnešana ar apkārtni. Tas ir ļoti svarīgs termodinamikas jēdziens. Izolētās sistēmas kopējais matērijas un enerģijas daudzums tiek saglabāts. Termodinamikā ir vēl trīs sistēmas. Slēgta sistēma ir sistēma, kurā ir iespējama enerģijas pārnešana ar apkārtējo, bet vielas pārnešana nav iespējama. Atvērta sistēma ir sistēma, kurā gan enerģiju, gan matēriju var nodot apkārtējiem. Termosa kolba ir labākais piemērs, kas mūsu ikdienas dzīvē atrodams izolētas sistēmas izveidē. Pat ja Visuma apkārtne nav definēta, Visumu uzskata par izolētu sistēmu. Tāpēc jebkurai sistēmai apkārtējais ir vienāds ar sistēmu, kas noņemta no Visuma. Pieņemsim, ka pastāv izolēta sistēma, kas darbojas uz apkārtējiem. Tā kā enerģijas apmaiņa starp sistēmu un apkārtējo nav iespējama, procesam jābūt adiabātiskam. Var redzēt, ka visas izolētās sistēmas ir adiabātiskas.

Kas ir adiabātiskais process?

Adiabātisks process ir process, kurā siltums netiek pārnests starp sistēmu un apkārtni. Adiabātiskie procesi var notikt galvenokārt divos veidos. Pirmā metode ir tāda, ka ir izolēta sistēma, kuras tilpumu var mainīt. Jebkurš process, kas notiek šādos apstākļos, ir adiabātisks process. Otrā metode ir veikt darbu ar sistēmu nenozīmīgā laika starpībā. Tādā veidā nav iespējama siltuma pārnešana starp sistēmu un apkārtni. Cauruļu piepildīšanai izmantotā gāzes sūkņa saspiešana ir labs adiabātiskā procesa piemērs. Gāzes brīva izplešanās ir arī adiabātisks process. Adiabātiskos procesus sauc arī par izokaloriskajiem procesiem.