Adiabatikus vs izotermikus
A kémia szempontjából az univerzum két részre oszlik. Az általunk érdekelt részt rendszernek, a többit környezőnek nevezzük. A rendszer lehet szervezet, reakcióedény vagy akár egyetlen sejt. A rendszereket megkülönböztetik a kölcsönhatások fajtája vagy a cserék típusa szerint. A rendszerek két csoportba sorolhatók: nyitott és zárt rendszerek. Néha az ügyeket és az energiát a rendszer határain keresztül lehet cserélni. A kicserélt energia többféle formát ölthet, például fényenergiát, hőenergiát, hangenergiát stb. Ha egy rendszer energiája hőmérséklet-különbség miatt változik, azt mondjuk, hogy hőáramlás történt. Az adiabatikus és a politropikus két termodinamikai folyamat, amely a rendszerek hőátadásával függ össze.
Adiabatikus
Az adiabatikus változás az, amelynek során a hő nem kerül át a rendszerbe, vagy onnan távozik. A hőátadás főleg kétféleképpen állítható meg. Az egyik a hőszigetelt határ használata, így hő nem léphet be vagy létezhet. Például egy Dewar-lombikban végrehajtott reakció adiabatikus. A másik típusú adiabatikus folyamat akkor következik be, amikor egy folyamat gyorsan zajlik; így nem marad idő a hő be- és kihordására. A termodinamikában az adiabatikus változásokat dQ = 0 mutatja. Ezekben az esetekben összefüggés van a nyomás és a hőmérséklet között. Ezért a rendszer változásokon megy keresztül az adiabatikus körülmények nyomása miatt. Ez történik a felhőképződésben és a nagy léptékű konvekciós áramokban. Nagyobb magasságokban alacsonyabb a légköri nyomás. Amikor a levegőt felmelegítik, hajlamos felemelkedni. Mivel a külső légnyomás alacsony, az emelkedő légcsomag megpróbál tágulni. Táguláskor a légmolekulák valóban működnek, és ez befolyásolja hőmérsékletüket. Éppen ezért a hőmérséklet csökken, amikor felemelkedik. A termodinamika szerint a csomagban lévő energia állandó marad, de átalakítható a tágulási munkák elvégzésére, vagy esetleg a hőmérsékletének fenntartására. A külsővel nincs hőcsere. Ugyanezek a jelenségek alkalmazhatók a kompresszióra is (például: dugattyú). Ebben a helyzetben, amikor a légcsomag összenyomódik, a hőmérséklet emelkedik. Ezeket a folyamatokat adiabatikus fűtésnek és hűtésnek nevezzük.a csomagban lévő energia állandó marad, de átalakítható a tágulási munkák elvégzésére, vagy esetleg a hőmérsékletének fenntartására. A külsővel nincs hőcsere. Ugyanezek a jelenségek alkalmazhatók a kompresszióra is (például: dugattyú). Ebben a helyzetben, amikor a légcsomag összenyomódik, a hőmérséklet emelkedik. Ezeket a folyamatokat adiabatikus fűtésnek és hűtésnek nevezzük.a csomagban lévő energia állandó marad, de átalakítható a tágulási munkák elvégzésére vagy esetleg a hőmérsékletének fenntartására. A külsővel nincs hőcsere. Ugyanezek a jelenségek alkalmazhatók a kompresszióra is (pl. Dugattyú). Ebben a helyzetben, amikor a légcsomag összenyomódik, a hőmérséklet emelkedik. Ezeket a folyamatokat adiabatikus fűtésnek és hűtésnek nevezzük.
Izotermikus
Az izoterm változás az, amelyben a rendszer állandó hőmérsékleten marad. Ezért dT = 0. Egy folyamat izoterm lehet, ha nagyon lassan megy végbe, és ha a folyamat reverzibilis. Tehát a változás nagyon lassan következik be, elegendő idő áll rendelkezésre a hőmérséklet-változások beállítására. Sőt, ha egy rendszer úgy működhet, mint egy hűtőborda, ahol a hő elnyelése után állandó hőmérsékletet tud fenntartani, akkor izoterm rendszer. Ha egy ideálnak izoterm körülmények között van, akkor a nyomást a következő egyenletből adhatjuk meg.
P = nRT / V
Munka óta W = PdV a következő egyenletet levezethetjük.
W = nRT ln (Vf / Vi)
Ezért állandó hőmérsékleten a kiterjesztés vagy a tömörítés a rendszer térfogatának megváltoztatása közben történik. Mivel egy izoterm folyamatban nincs belső energiaváltozás (dU = 0), az összes leadott hőt munkára használják. Ez történik egy hőmotorban.
Mi a különbség az adiabatikus és az izotermikus között?
• Az adiabatikus azt jelenti, hogy nincs hőcsere a rendszer és a környező között, ezért a hőmérséklet megemelkedik, ha kompresszióról van szó, vagy a hőmérséklet csökken, ha tágul.
• Izotermikus, nincs hőmérsékletváltozás; így a hőmérséklet egy rendszerben állandó. Ezt a hő megváltoztatásával szerezzük meg.
• Adiabatikus dQ = 0, de dT ≠ 0. Izoterm változások esetén azonban dT = 0 és dQ ≠ 0.
• Az adiabatikus változások gyorsan, míg az izoterm változások nagyon lassan.
