Atšķirība starp adiabātisko un izotermisko

Adiabātisks vs izotermisks

Ķīmijas nolūkos Visums ir sadalīts divās daļās. To daļu, kas mūs interesē, sauc par sistēmu, bet pārējo sauc par apkārtējo. Sistēma var būt organisms, reakcijas trauks vai pat viena šūna. Sistēmas izšķir pēc mijiedarbības veida vai ar notiekošās apmaiņas veidiem. Sistēmas var iedalīt divās daļās kā atvērtas un slēgtas sistēmas. Dažreiz lietas un enerģiju var apmainīt, izmantojot sistēmas robežas. Apmaiņai var būt dažādas formas, piemēram, gaismas enerģija, siltuma enerģija, skaņas enerģija utt. Ja sistēmas enerģija mainās temperatūras starpības dēļ, mēs sakām, ka ir notikusi siltuma plūsma. Adiabātiskais un politropiskais ir divi termodinamiskie procesi, kas saistīti ar siltuma pārnesi sistēmās.

Adiabātisks

Adiabātiskas izmaiņas ir tādas, kurās siltums netiek pārnests uz sistēmu vai no tās. Siltuma pārnesi galvenokārt var apturēt divējādi. Viens ir, izmantojot termiski izolētu robežu, lai siltums nevarētu iekļūt vai pastāvēt. Piemēram, reakcija, ko veic Devara kolbā, ir adiabātiska. Cita veida adiabātiskie procesi notiek, kad process notiek ātri; tādējādi nav atlicis laika siltuma pārnešanai uz un no ārpuses. Termodinamikā adiabātiskās izmaiņas tiek parādītas ar dQ = 0. Šajos gadījumos pastāv saistība starp spiedienu un temperatūru. Tāpēc sistēmā notiek izmaiņas spiediena ietekmē adiabātiskos apstākļos. Tas notiek mākoņu veidošanās un liela mēroga konvekcijas straumēs. Lielākā augstumā atmosfēras spiediens ir zemāks. Kad gaiss tiek uzkarsēts, tam ir tendence iet uz augšu. Tā kā ārējais gaisa spiediens ir zems, pieaugošā gaisa partija mēģinās paplašināties. Paplašinoties, gaisa molekulas darbojas, un tas ietekmēs to temperatūru. Tāpēc, paceļoties, temperatūra pazeminās. Saskaņā ar termodinamiku enerģētiskā vērtība paciņā paliek nemainīga, bet to var pārveidot, lai veiktu izplešanās darbus vai varbūt uzturētu tā temperatūru. Ar ārpusi nav siltuma apmaiņas. Šīs pašas parādības var attiecināt arī uz gaisa saspiešanu (piemēram, virzuli). Šajā situācijā, kad gaisa pakomāts saspiež, paaugstinās temperatūra. Šos procesus sauc par adiabātisko sildīšanu un dzesēšanu.

Izotermiska

Izotermiskās izmaiņas ir tādas, kurās sistēma paliek nemainīgā temperatūrā. Tāpēc dT = 0. Process var būt izotermisks, ja tas notiek ļoti lēni un ja process ir atgriezenisks. Tā kā izmaiņas notiek ļoti lēni, ir pietiekami daudz laika, lai pielāgotu temperatūras svārstības. Turklāt, ja sistēma var darboties kā siltuma izlietne, kur pēc siltuma absorbcijas tā var uzturēt nemainīgu temperatūru, tā ir izotermiska sistēma. Ideālam izotermiskos apstākļos spiedienu var aprēķināt, izmantojot sekojošo vienādojumu.

P = nRT / V

Kopš darba, W = PdV var iegūt šādu vienādojumu.

W = nRT ln (Vf / Vi)

Tāpēc nemainīgā temperatūrā izplešanās vai saspiešanas darbs notiek, mainot sistēmas tilpumu. Tā kā izotermiskā procesā iekšējas enerģijas izmaiņas nemainās (dU = 0), viss piegādātais siltums tiek izmantots darba veikšanai. Tas notiek siltumdzinējā.