Ключевое различие между адиабатическими и изоэнтропическими процессами заключается в том, что адиабатические процессы могут быть как обратимыми, так и необратимыми, тогда как изоэнтропический процесс является обратимым процессом.
В химии мы делим вселенную на две части. Интересующая нас часть - это система, а остальное - окружение. Система может быть организмом, реакционным сосудом или даже отдельной клеткой. Мы можем различать системы по типу взаимодействий или по типам обмена. Иногда происходит обмен веществом и энергией 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. Однако некоторые процессы связаны с колебаниями температуры, но без теплового потока; они известны как адиабатические процессы. Изэнтропический процесс - это тип адиабатического процесса.
Что такое адиабатические процессы?
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 способ, которым может иметь место адиабатический процесс, - это когда процесс протекает очень быстро; таким образом, не остается времени на передачу тепла внутрь и наружу.
В термодинамике мы показываем адиабатические изменения 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. Вот почему температура снижается при подъеме вверх.
Рисунок 01: Адиабатический процесс на графике
Согласно термодинамике, энергия в посылке остается постоянной, но ее можно преобразовать для выполнения работы расширения или для поддержания температуры. Теплообмен с внешней средой отсутствует. Это же явление применимо и к сжатию воздуха (например, поршень). В той ситуации, когда воздушная посылка сжимается, температура увеличивается. Эти процессы называются адиабатическим нагревом и охлаждением.
Что такое изэнтропические процессы?
Спонтанные процессы увеличивают энтропию Вселенной. Когда это происходит, либо энтропия системы, либо энтропия окружающей среды может увеличиваться. Изэнтропический процесс происходит, когда энтропия системы остается постоянной.
Рисунок 02: Изэнтропический процесс
Обратимый адиабатический процесс является примером изоэнтропического процесса. При этом постоянными параметрами в изоэнтропическом процессе являются энтропия, равновесие и тепловая энергия.
В чем разница между адиабатическими и изэнтропическими процессами?
Адиабатический процесс - это процесс, в котором не происходит теплопередачи, а изоэнтропический процесс - это идеализированный термодинамический процесс, который одновременно является адиабатическим и обратимым. Следовательно, ключевое различие между адиабатическими и изоэнтропическими процессами состоит в том, что адиабатические процессы могут быть как обратимыми, так и необратимыми, тогда как изэнтропические процессы обратимы. Кроме того, адиабатический процесс протекает без теплообмена между системой и окружающей средой, а изоэнтропический процесс протекает без необратимости и теплообмена.
Резюме – Адиабатические и изэнтропические процессы
Адиабатический процесс – это процесс, при котором не происходит передачи тепла. Изэнтропический процесс - это идеализированный термодинамический процесс, который одновременно является адиабатическим и обратимым. Следовательно, ключевое различие между адиабатическими и изоэнтропическими процессами состоит в том, что адиабатические процессы могут быть как обратимыми, так и необратимыми, а изэнтропические процессы обратимыми.
