Основное различие между адиабатическим и изотермическим режимом заключается в том, что адиабатический означает отсутствие теплообмена между системой и окружающей средой, а изотермический означает отсутствие изменения температуры.
Для целей химии вселенная разделена на две части. Интересующая нас часть называется системой, а остальная часть называется окружением. Система может быть организмом, реакционным сосудом или даже отдельной клеткой. Системы различаются по типу взаимодействий, которые они имеют, или по типам обмена, который имеет место.
Системы можно разделить на две группы: открытые и закрытые. Иногда материя и энергия могут обмениваться через границы системы. Обмен энергии может принимать несколько форм, таких как световая энергия, тепловая энергия, звуковая энергия и т. д. Если энергия системы изменяется из-за разницы температур, мы говорим, что произошел поток тепла. Адиабатический и политропный - это два термодинамических процесса, связанных с теплопередачей в системах.
Что такое адиабатический?
Адиабатическое изменение – это изменение, при котором тепло не передается в систему или из нее. Теплопередачу можно остановить в основном двумя способами. Один из них заключается в использовании теплоизолированной границы, чтобы тепло не могло проникать или выходить. Например, реакция, протекающая в сосуде Дьюара, является адиабатической. Другой тип адиабатического процесса возникает, когда процесс протекает очень быстро; таким образом, не остается времени на передачу тепла внутрь и наружу.
В термодинамике адиабатические изменения показаны как dQ=0. В этих случаях существует зависимость между давлением и температурой. Поэтому система претерпевает изменения из-за давления в адиабатических условиях. Именно это происходит при формировании облаков и крупномасштабных конвекционных течениях. На больших высотах атмосферное давление ниже. Когда воздух нагревается, он стремится вверх. Поскольку давление наружного воздуха низкое, поднимающаяся посылка воздуха будет пытаться расшириться. При расширении молекулы воздуха совершают работу, и это будет влиять на их температуру. Поэтому при подъеме вверх температура снижается.
Рисунок 01: Адиабатический процесс
Согласно термодинамике, энергия в посылке остается постоянной, но ее можно преобразовать для выполнения работы расширения или, возможно, для поддержания температуры. Теплообмен с внешней средой отсутствует. Это же явление можно применить и к сжатию воздуха (т.г.: поршень). В той ситуации, когда воздушная посылка сжимается, температура увеличивается. Эти процессы называются адиабатическим нагревом и охлаждением.
Что такое изотермический
Изотермическое изменение – это такое изменение, при котором система остается при постоянной температуре. Следовательно, dT=0. Процесс может быть изотермическим, если он протекает очень медленно и если процесс обратим. Так что изменение происходит очень медленно, есть достаточно времени, чтобы скорректировать колебания температуры. Более того, если система может действовать как поглотитель тепла, где она может поддерживать постоянную температуру после поглощения тепла, это изотермическая система.
Рисунок 2: Изотермическое изменение
Для идеального давления в изотермических условиях давление можно определить из следующего уравнения.
P=nRT /V
Поскольку работа W=PdV, можно вывести следующее уравнение.
W=nRT ln (Vf/Vi)
Поэтому при постоянной температуре работа расширения или сжатия происходит при изменении объема системы. Поскольку в изотермическом процессе нет изменения внутренней энергии (dU=0), все подводимое тепло используется для совершения работы. Вот что происходит в тепловом двигателе.
В чем разница между адиабатическим и изотермическим?
Адиабатический означает, что между системой и окружающей средой нет теплообмена, следовательно, температура будет увеличиваться, если это сжатие, или температура будет уменьшаться при расширении. В отличие от изотермических средств, нет изменения температуры; таким образом, температура в системе постоянна. Это достигается изменением температуры. В адиабате dQ=0, но dT≠0. Однако при изотермических изменениях dT=0 и dQ ≠0. Итак, в этом ключевое различие между адиабатическим и изотермическим. Более того, адиабатические изменения происходят быстро, тогда как изотермические изменения происходят очень медленно.
Ниже на инфографике показаны различия между адиабатическим и изотермическим режимами.
Резюме – Адиабатический и изотермический
Основное различие между адиабатическим и изотермическим режимом заключается в том, что адиабатический означает отсутствие теплообмена между системой и окружающей средой, а изотермический означает отсутствие изменения температуры.
Изображение предоставлено:
1. «Адиабатический» (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
2. «Изотермический процесс». Автор Netheril96 - собственная работа (CC0) через Commons Wikimedia
