Ero adiabaattisten ja insentrooppisten prosessien välillä

avainero Adiabatic- ja isentropic-prosessien välillä on se diabaattiset prosessit voivat olla joko palautuvia tai peruuttamattomia, kun taas isentrooppiset prosessit ovat palautuvia.

Kemiassa jaamme maailmankaikkeuden kahteen osaan. Osa, josta olemme kiinnostuneita, on järjestelmä, ja loput ovat ympäröivää. Järjestelmä voi olla organismi, reaktioastia tai jopa yksittäinen solu. Voimme erottaa järjestelmät sen mukaan, millainen vuorovaikutus niillä on tai tapahtuvan vaihtotyypin perusteella. Joskus aine ja energia vaihtuvat järjestelmän rajojen läpi. Vaihdetulla energialla voi olla useita muotoja, kuten valoenergia, lämpöenergia, äänenergia jne. Jos järjestelmän energia muuttuu lämpötilaeron takia, sanotaan, että lämpöä on ollut. Joihinkin prosesseihin liittyy kuitenkin lämpötilan vaihtelut, mutta ei lämpövirtausta; näitä kutsutaan adiabaattisiksi prosesseiksi. Isentropinen prosessi on eräänlainen adiabaattinen prosessi.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mitkä ovat adiabaattiset prosessit
3. Mitkä ovat insentrooppiset prosessit
4. Vertailu rinnakkain - adiabaattiset vs. Isentropiset prosessit taulukkomuodossa
5. Yhteenveto

Mitkä ovat adiabaattiset prosessit?

Adiabaattinen muutos on muutos, jossa lämpöä ei siirretä järjestelmään tai siitä pois. Lämmönsiirto voidaan pääosin pysäyttää kahdella tavalla. Yksi on lämpöeristetty raja, jotta lämpöä ei voi päästä tai poistua. Esimerkiksi Dewar-pullossa tapahtuva reaktio on adiabaattinen. Toinen menetelmä, jolla adiabaattinen prosessi voi tapahtua, on kun prosessi tapahtuu erittäin nopeasti; Siksi lämmön siirtämiseen sisään ja ulos ei ole jäljellä aikaa.

Termodynaamisessa osoitamme adiabaattiset muutokset dQ = 0. Näissä tapauksissa paineen ja lämpötilan välillä on yhteys. Siksi järjestelmässä tapahtuu muutoksia paineen takia adiabaattisissa olosuhteissa. Näin tapahtuu pilvien muodostumisessa ja suurissa konvektiovirroissa. Suuremmissa korkeuksissa ilmakehän paine on alhaisempi. Kun ilma lämpenee, sillä on taipumus nousta. Koska ulkoilman paine on alhainen, nouseva ilmapaketti yrittää laajentua. Laajentuessaan ilmamolekyylit toimivat, ja tämä vaikuttaa niiden lämpötilaan. Siksi lämpötila laskee noustessaan.

Kuva 01: Adiabaattinen prosessi kaaviossa

Termodynamiikan mukaan paketin energia pysyy vakiona, mutta se voidaan muuntaa suorittamaan laajennustyö tai pitämään lämpötila. Ulkopuolella ei ole lämmönvaihtoa. Sama ilmiö pätee myös ilman kompressioon (esim. Mäntä). Tässä tilanteessa, kun lentokonepakkaus puristuu, lämpötila nousee. Näitä prosesseja kutsutaan adiabaattiseksi lämmitykseksi ja jäähdytykseksi.

Mitkä ovat insentrooppiset prosessit?

Spontaanit prosessit lisäävät maailmankaikkeuden entropiaa. Kun tämä tapahtuu, joko järjestelmän entropia tai ympäröivä entropia voi kasvaa. Isentrooppinen prosessi tapahtuu, kun järjestelmän entroopia pysyy vakiona.

Kuva 02: Isentrooppinen prosessi

Palautuva adiabaattinen prosessi on esimerkki isentrooppisesta prosessista. Lisäksi vakioparametrit isentrooppisessa prosessissa ovat entropia, tasapaino ja lämpöenergia.

Mikä on ero adiabaattisten ja insentrooppisten prosessien välillä?

Adiabaattinen prosessi on prosessi, jossa ei tapahtu lämmönsiirtoa, kun taas isentrooppinen prosessi on idealisoitu termodynaaminen prosessi, joka on sekä adiabaattinen että palautuva. Siksi keskeinen ero adiabaattisten ja isentrooppisten prosessien välillä on, että adiabaattiset prosessit voivat olla joko palautuvia tai peruuttamattomia, kun taas isentrooppiset prosessit ovat palautuvia. Lisäksi adiabaattinen prosessi tapahtuu ilman lämmönsiirtoa järjestelmän ja ympäröivän välillä, kun taas isentropinen prosessi tapahtuu ilman peruuttamattomuutta ja ilman lämmönsiirtoa.

Yhteenveto - Adiabatic vs Isentropic prosessit

Adiabaattinen prosessi on prosessi, jossa lämmönsiirtoa ei tapahdu. Isentrooppinen prosessi on idealisoitu termodynaaminen prosessi, joka on sekä adiabaattinen että palautuva. Siksi keskeinen ero adiabaattisten ja isentrooppisten prosessien välillä on, että adiabaattiset prosessit voivat olla joko palautuvia tai peruuttamattomia, kun taas isentrooppiset prosessit ovat palautuvia.

Viite:

1. ”Termodynamiikan lait”. Termodynamiikka ja johtava tilastollinen mekaniikka, 2005, sivut 14 - 31., Doi: 10.1002 / 047168175x.ch3.

Kuvan kohteliaisuus:

1. “Adiabatic” (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta
2. “Isentropic” - kirjoittanut Tyler.neysmith - Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta