Ero adiabaattisen ja polytrooppisen välillä

avainero adiabaattisten ja polytropisten prosessien välillä on se adiabaattisissa prosesseissa ei tapahtu lämmönsiirtoa, kun taas polytropisissa prosesseissa lämmönsiirtoa tapahtuu.

Kemiassa jaamme maailmankaikkeuden kahteen osaan. Se osa, jota aiomme tutkia, on “järjestelmä”, ja loput on “ympäröivä”. Järjestelmä voi olla organismi, reaktioastia tai jopa yksittäinen solu. Voimme erottaa järjestelmät toisistaan ​​sen mukaan, millainen vuorovaikutus niillä on tai minkä tyyppiset vaihdot tapahtuvat. Voimme luokitella järjestelmät kahteen ryhmään avoimiksi ja suljetuiksi järjestelmiksi. Joskus asiat ja energia voivat kulkea 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. Adiabaattinen ja polytropinen ovat kaksi termodynaamista prosessia, jotka liittyvät lämmönsiirtoon järjestelmissä.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on adiabaattinen
3. Mikä on polytropinen
4. Vertailu rinnakkain - adiabaattinen vs. polytrooppinen taulukkomuodossa
5. Yhteenveto

Mikä on adiabatic?

Adiabaattinen muutos on muutos, jossa lämpöä ei siirretä järjestelmään tai siitä pois. Tämä lämmönsiirtorajoitus esiintyy pääasiassa kahdella tavalla. Yksi on lämpöeristetty raja, jotta lämpöä ei voi päästä sisään tai esiintyä. Esimerkiksi Dewar-pullossa suorittama reaktio on adiabaattinen. Toiseksi, adiabaattinen prosessi tapahtuu, kun prosessi tapahtuu erittäin nopeasti; Siksi lämmön siirtämiseen sisään ja ulos ei ole jäljellä aikaa.

Termodynaamisessa voimme näyttää adiabaattiset muutokset dQ = 0: na, missä Q on lämpöenergia. Näissä tapauksissa paineen ja lämpötilan välillä on yhteys. Siksi järjestelmä muuttuu paineen takia adiabaattisissa olosuhteissa.

Ajattele esimerkiksi, mitä tapahtuu pilvien muodostumisessa ja suurten konvektionaalisten virtojen suhteen. Suuremmissa korkeuksissa ilmakehän paine on alhaisempi. Kun ilma kuumenee, sillä on taipumus nousta. Koska ulkoilman paine on alhainen, nouseva ilmapaketti yrittää laajentua. Laajentuessaan ilmamolekyylit toimivat, ja tämä muuttaa niiden lämpötilaa. Siksi lämpötila laskee noustessa.

Kuva 01: Pilvien muodostuminen on esimerkki adiabaattisesta prosessista

Termodynamiikan mukaan ilmapaketissa oleva energia pysyy vakiona, mutta se voidaan muuntaa erilaisiksi energiamuodoiksi (suorittaa laajennustyö tai ehkä ylläpitää sen lämpötilaa). Lämmönvaihtoa ei kuitenkaan ole ulkoa. Voimme soveltaa tätä samaa ilmiötä myös ilmakompressioon (esim. Mäntä). Tässä tilanteessa, kun lentokonepakkaus puristaa lämpötilan nousee. Näitä prosesseja kutsutaan adiabaattiseksi lämmitykseksi ja jäähdytykseksi.

Mikä on polytropinen?

Polytropinen prosessi tapahtuu lämmönsiirrolla. Lämmönsiirto tapahtuu kuitenkin tässä prosessissa palautuvasti.

Kuva 02: Ilmapallojen puhaltaminen kuumassa auringossa on esimerkki polytrooppisesta prosessista

Kun kaasu läpäisee tämän tyyppisen lämmönsiirron, seuraava yhtälö on totta polytropisella prosessilla.

PVn = vakio

Missä P on paine, V on tilavuus ja n on vakio. Joten PV: n pitämiseksi vakiona polytrooppisessa kaasun paisumis- / puristusprosessissa, sekä lämpö että työn vaihto tapahtuvat järjestelmän ja ympäröivän välillä. Siksi polytropinen on ei-adiabaattinen prosessi.

Mikä on ero adiabaattisen ja polytrooppisen välillä?

Adiabaattinen muutos on muutos, jossa lämpöä ei siirretä järjestelmään tai siitä pois, kun polytropinen prosessi tapahtuu lämmönsiirron avulla. Siksi keskeinen ero adiabaattisten ja polytrooppisten prosessien välillä on se, että adiabaattisissa prosesseissa ei tapahdu lämmönsiirtoa, kun taas polytropisissa prosesseissa lämmönsiirto tapahtuu. Lisäksi yhtälö dQ = 0 on totta adiabaattiselle prosessille, kun taas yhtälö PVn = vakio on totta polytrooppiselle prosessille.

Yhteenveto - adiabaattinen vs. polytrooppinen

Adiabaattinen ja polytropinen prosessi ovat kaksi tärkeää termodynaamista prosessia. Keskeinen ero adiabaattisten ja polytrooppisten prosessien välillä on, että adiabaattisissa prosesseissa ei tapahtu lämmönsiirtoa, kun taas polytrooppisissa prosesseissa lämmönsiirto tapahtuu.

Viite:

1. Libretekstit. "3.6: Adiabaattiset prosessit ihanteelliselle kaasulle." Fysiikka LibreTexts, Libretexts, 11. maaliskuuta 2018. Saatavilla täältä  

Kuvan kohteliaisuus:

1. ”2218028”, Webmoment (CC0) pixabayn kautta
2. ”1118775” kirjoittanut jim (CC0) pekselien kautta