Galvenā atšķirība starp adiabātisko un izotermisko ir tā, ka adiabātika nozīmē, ka starp sistēmu un apkārtējo vidi nenotiek siltuma apmaiņa, savukārt izotermiska nozīmē, ka temperatūra nemainās.
Ķīmijas nolūkos Visums ir sadalīts divās daļās. To daļu, kas mūs interesē, sauc par sistēmu, bet pārējo sauc par apkārtējo. Sistēma var būt organisms, reakcijas trauks vai pat viena šūna. Sistēmas atšķiras pēc to mijiedarbības veida vai notiekošās apmaiņas veidiem.
Sistēmas var iedalīt divās grupās kā atvērtās sistēmas un slēgtās sistēmas. Dažreiz lietas un enerģiju var apmainīties caur sistēmas robežām. Apmainītā enerģija var izpausties dažādos veidos, piemēram, gaismas enerģija, siltuma enerģija, skaņas enerģija utt. Ja sistēmas enerģija mainās temperatūras starpības dēļ, mēs sakām, ka ir notikusi siltuma plūsma. Adiabātiskais un politropiskais ir divi termodinamiskie procesi, kas saistīti ar siltuma pārnesi sistēmās.
Kas ir adiabātiskais?
Adiabātiskās izmaiņas ir izmaiņas, kurās siltums netiek pārnests uz sistēmu vai no tās. Siltuma pārnesi galvenokārt var apturēt divos veidos. Viens no tiem ir termiski izolētas robežas izmantošana, lai siltums nevarētu iekļūt vai izkļūt. Piemēram, reakcija, kas tiek veikta Djūāra kolbā, ir adiabātiska. Cita veida adiabātiskais process notiek, ja process notiek ļoti ātri; tādējādi nav atlicis laika nodot siltumu iekšā un ārā.
Termodinamikā adiabātiskās izmaiņas parāda dQ=0. Šādos gadījumos pastāv saistība starp spiedienu un temperatūru. Tāpēc sistēmā notiek izmaiņas spiediena dēļ adiabātiskajos apstākļos. Tas notiek mākoņu veidošanā un liela mēroga konvekcijas straumēs. Lielākos augstumos atmosfēras spiediens ir zemāks. Kad gaiss tiek uzkarsēts, tam ir tendence pacelties. Tā kā āra gaisa spiediens ir zems, augošais gaisa gabals mēģinās paplašināties. Paplašinoties, gaisa molekulas darbojas, un tas ietekmēs to temperatūru. Tāpēc temperatūra paaugstinās.
Attēls 01: Adiabātiskais process
Saskaņā ar termodinamikas datiem, enerģija pakā paliek nemainīga, taču to var pārveidot, lai veiktu izplešanās darbus vai, iespējams, uzturētu temperatūru. Nav siltuma apmaiņas ar ārpusi. Šo pašu parādību var attiecināt arī uz gaisa saspiešanu (piem.piemēram: virzulis). Tādā situācijā, kad gaisa paka saspiež, temperatūra paaugstinās. Šos procesus sauc par adiabātisko sildīšanu un dzesēšanu.
Kas ir izotermisks
Izotermiskās izmaiņas ir tās, kurās sistēma saglabā nemainīgu temperatūru. Tāpēc dT=0. Process var būt izotermisks, ja tas notiek ļoti lēni un ja process ir atgriezenisks. Lai izmaiņas notiktu ļoti lēni, ir pietiekami daudz laika, lai pielāgotu temperatūras svārstības. Turklāt, ja sistēma var darboties kā siltuma izlietne, kur tā var uzturēt nemainīgu temperatūru pēc siltuma absorbcijas, tā ir izotermiska sistēma.
2. attēls. Izotermiskās izmaiņas
Ideālam izotermiskos apstākļos spiedienu var iegūt no šāda vienādojuma.
P=nRT /V
Kopš darba, W=PdV var iegūt šādu vienādojumu.
W=nRT ln (Vf/Vi)
Tāpēc nemainīgā temperatūrā, mainot sistēmas skaļumu, notiek izplešanās vai saspiešanas darbs. Tā kā izotermiskā procesā nenotiek iekšējās enerģijas izmaiņas (dU=0), viss piegādātais siltums tiek izmantots darba veikšanai. Lūk, kas notiek siltuma dzinējā.
Kāda ir atšķirība starp adiabātisko un izotermisko?
Adiabātiskais nozīmē, ka starp sistēmu un apkārtējo vidi nenotiek siltuma apmaiņa, tāpēc temperatūra paaugstināsies, ja tā ir saspiešana, vai temperatūra samazināsies izplešanās laikā. Turpretim izotermiski nozīmē, ka nav temperatūras izmaiņu; tādējādi temperatūra sistēmā ir nemainīga. To iegūst, mainot siltumu. Adiabātiskajā dQ=0, bet dT≠0. Tomēr izotermiskās izmaiņās dT=0 un dQ ≠0. Tātad, šī ir galvenā atšķirība starp adiabātisko un izotermisko. Turklāt adiabātiskās izmaiņas notiek ātri, savukārt izotermiskās izmaiņas notiek ļoti lēni.
Zemāk informatīvajā grafikā ir apkopotas atšķirības starp adiabātisko un izotermisko.
Kopsavilkums - adiabātiskais pret izotermisko
Galvenā atšķirība starp adiabātisko un izotermisko ir tā, ka adiabātika nozīmē, ka starp sistēmu un apkārtējo vidi nenotiek siltuma apmaiņa, savukārt izotermiska nozīmē, ka temperatūra nemainās.
Attēls:
1. “Adiabatic” (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia
2. Netheril96 “Izotermiskais process” - pašu darbs (CC0), izmantojot Commons Wikimedia
