Galvenā atšķirība starp adiabātiskajiem un politropiskajiem procesiem ir tāda, ka adiabātiskajos procesos nenotiek siltuma pārnese, turpretim politropiskajos procesos notiek siltuma pārnese.
Ķīmijā mēs sadalām Visumu divās daļās. Daļa, kuru mēs pētīsim, ir “sistēma”, bet pārējā daļa ir “apkārtne”. Sistēma var būt organisms, reakcijas trauks vai pat viena šūna. Mēs varam atšķirt sistēmas viena no otras pēc to mijiedarbības veida vai pēc apmaiņas veida. Mēs varam klasificēt sistēmas divās grupās kā atvērtas un slēgtas sistēmas. Dažreiz lietas un enerģija var iet cauri 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 ir saistīti ar siltuma pārnesi sistēmās.
Kas ir adiabātiskais?
Adiabātiskās izmaiņas ir tās, kurās siltums netiek pārnests uz sistēmu vai no tās. Šis siltuma pārneses ierobežojums galvenokārt notiek divos veidos. Viens no tiem ir termiski izolētas robežas izmantošana, lai siltums nevarētu iekļūt vai pastāvēt. Piemēram, reakcija, ko veicam Djūāra kolbā, ir adiabātiska. Otrkārt, adiabātisks process notiek, ja process notiek ļoti ātri; tādējādi nav atlicis laika nodot siltumu iekšā un ārā.
Terodinamikā mēs varam parādīt adiabātiskās izmaiņas kā dQ=0, kur Q ir siltumenerģija. Šādos gadījumos pastāv saistība starp spiedienu un temperatūru. Tāpēc sistēma mainās spiediena dēļ adiabātiskajos apstākļos.
Piemēram, padomājiet, kas notiek mākoņu veidošanā un liela mēroga konvekcijas straumēs. Lielākos augstumos atmosfēras spiediens ir zemāks. Kad gaiss uzsilst, tam ir tendence pacelties. Tā kā āra gaisa spiediens ir zems, augošais gaisa gabals mēģinās paplašināties. Paplašinoties, gaisa molekulas darbojas, un tas mainīs to temperatūru. Tāpēc temperatūra paaugstinās.
Attēls 01: Mākoņu veidošanās ir adiabātiskā procesa piemērs
Saskaņā ar termodinamiku, enerģija gaisa gabalā paliek nemainīga, bet to var pārvērst dažādās enerģijas formās (lai veiktu izplešanās darbus vai, iespējams, uzturētu temperatūru). Tomēr siltuma apmaiņa ar ārpusi nenotiek. Šo pašu parādību varam 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 politropisks?
Politropisks process notiek ar siltuma pārnesi. Tomēr siltuma pārnese šajā procesā notiek atgriezeniski.
Attēls 02: balona pūšana karstā saulē ir politropiskā procesa piemērs
Kad gāzei tiek veikta šāda veida siltuma pārnese, politropiskajam procesam ir patiess šāds vienādojums.
PVn=nemainīgs
Kur P ir spiediens, V ir tilpums un n ir konstante. Tādējādi, lai saglabātu PV nemainīgu politropiskās gāzes izplešanās/saspiešanas procesā, starp sistēmu un apkārtējo notiek gan siltuma, gan darba apmaiņa. Tāpēc politropisks process nav adiabātisks.
Kāda ir atšķirība starp adiabātisko un politropisko?
Adiabātiskās izmaiņas ir tādas, kurās siltums netiek pārnests sistēmā vai no tās, kamēr politropiskais process notiek ar siltuma pārnesi. Tādējādi galvenā atšķirība starp adiabātiskajiem un politropiskajiem procesiem ir tā, ka adiabātiskajos procesos nenotiek siltuma pārnese, turpretim politropiskajos procesos notiek siltuma pārnese. Turklāt vienādojums dQ=0 ir patiess adiabātiskajam procesam, savukārt vienādojums PVn=konstante ir patiess politropiskajam procesam.
Kopsavilkums - adiabātiskais vs politropiskais
Adiabātiskais un politropiskais process ir divi svarīgi termodinamiskie procesi. Galvenā atšķirība starp adiabātiskajiem un politropiskajiem procesiem ir tā, ka adiabātiskajos procesos nenotiek siltuma pārnese, turpretim politropiskajos procesos notiek siltuma pārnese.
