Ero adiabaattisen ja isotermisen välillä

Adiabaattinen vs. isoterminen

Kemiaa varten maailmankaikkeus on jaettu kahteen osaan. Sitä osaa, josta olemme kiinnostuneita, kutsutaan järjestelmäksi, ja loput kutsutaan ympäröivään. Järjestelmä voi olla organismi, reaktioastia tai jopa yksittäinen solu. Järjestelmät erotetaan sen mukaan, millainen vuorovaikutus niillä on tai minkä tyyppiset vaihdot tapahtuvat. Järjestelmät voidaan luokitella kahteen osaan avoimiksi ja suljetuiksi järjestelmiksi. Joskus asiat ja energia voidaan vaihtaa järjestelmän rajojen kautta. Vaihdetulla energialla voi olla useita muotoja, kuten valoenergia, lämpöenergia, äänenergia jne. Jos järjestelmän energia muuttuu lämpötilaeron takia, sanotaan, että lämpöä on ollut. Adiabaattinen ja polytropinen ovat kaksi termodynaamista prosessia, joka liittyy lämmönsiirtoon järjestelmissä.

adiabaattinen

Adiabaattinen muutos on muutos, jossa lämpöä ei siirretä järjestelmään tai siitä pois. Lämmönsiirto voidaan pysäyttää pääasiassa kahdella tavalla. Yksi on lämpöeristetty raja, joten lämpöä ei voi päästä sisään tai esiintyä. Esimerkiksi Dewar-pullossa suoritettu reaktio on adiabaattinen. Toinen tyyppinen adiabaattinen prosessi tapahtuu, kun prosessi tapahtuu, vaihdella nopeasti; Siksi lämmön siirtämiseen sisään ja ulos ei ole jäljellä aikaa. Termodynaamisessa adiabaattiset muutokset esitetään 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 ilmaa lämmitetään, 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. Termodynamiikan mukaan paketin energia pysyy vakiona, mutta se voidaan muuntaa suorittamaan laajennustyöt tai ehkä pitämään lämpötila. Ulkopuolella ei ole lämmönvaihtoa. Samaa ilmiötä voidaan soveltaa myös ilmanpuristukseen (esim. Mäntä). Tässä tilanteessa, kun lentokonepakkaus puristaa lämpötilan nousee. Näitä prosesseja kutsutaan adiabaattiseksi lämmitykseksi ja jäähdytykseksi.

isoterminen

Isoterminen muutos on muutos, jossa järjestelmä pysyy vakiona lämpötilassa. Siksi dT = 0. Prosessi voi olla isoterminen, jos se tapahtuu erittäin hitaasti ja jos prosessi on palautuva. Joten muutos tapahtuu hyvin hitaasti, lämpötilan vaihtelun säätämiseen on tarpeeksi aikaa. Lisäksi, jos järjestelmä voi toimia kuin jäähdytyselementti, jossa se voi pitää vakion lämpötilan lämmön imeytymisen jälkeen, se on isoterminen järjestelmä. Jos ideaalilla on isotermisissä olosuhteissa, paine voidaan antaa seuraavasta yhtälöstä.

P = nRT / V

Koska työ, W = PdV seuraava yhtälö voidaan johtaa.

W = nRT ln (Vf / Vi)

Siksi jatkuvassa lämpötilassa laajennus- tai puristustyö tapahtuu samalla, kun järjestelmän tilavuus muuttuu. Koska isotermisessä prosessissa ei ole sisäistä energianmuutosta (dU = 0), kaikki syötetty lämpö käytetään työn tekemiseen. Näin tapahtuu lämpömoottorissa.