Adiabatický vs izotermický
Pro účely chemie je vesmír rozdělen na dvě části. Část, která nás zajímá, se nazývá systém a zbytek se nazývá okolí. Systémem může být organismus, reakční nádoba nebo dokonce jediná buňka. Systémy se liší podle druhu interakcí, které mají, nebo podle typů výměn. Systémy lze rozdělit na dva systémy otevřené a uzavřené. Někdy mohou být záležitosti a energie vyměňovány přes hranice systému. Vyměněná energie může mít několik forem, jako je světelná energie, tepelná energie, zvuková energie atd. Pokud se energie systému změní kvůli teplotnímu rozdílu, říkáme, že došlo k toku tepla. Adiabatické a polytropické jsou dva termodynamické procesy, které souvisejí s přenosem tepla v systémech.
Adiabatický
Adiabatická změna je změna, při které nedochází k přenosu tepla do systému ani z něj. Přenos tepla lze zastavit hlavně dvěma způsoby. Jedním z nich je použití tepelně izolované hranice, takže nemůže vstoupit ani existovat žádné teplo. Například reakce prováděná v Dewarově baňce je adiabatická. Druhý typ adiabatického procesu nastává, když proces probíhá, se rychle mění; nezbývá tedy čas na přenos tepla dovnitř a ven. V termodynamice jsou adiabatické změny zobrazeny dQ = 0. V těchto případech existuje vztah mezi tlakem a teplotou. Proto systém podléhá změnám v důsledku tlaku v adiabatických podmínkách. To se děje při tvorbě mraků a velkých konvekčních proudech. Ve vyšších nadmořských výškách je nižší atmosférický tlak. Když je vzduch zahřátý, má tendenci stoupat. Vzhledem k tomu, že tlak venkovního vzduchu je nízký, balík stoupajícího vzduchu se pokusí expandovat. Při expanzi molekuly vzduchu fungují, což ovlivní jejich teplotu. Proto se teplota při stoupání snižuje. Podle termodynamiky zůstává energie v zásilce konstantní, ale lze ji přeměnit na expanzní práce nebo na udržení její teploty. Neexistuje žádná výměna tepla s vnějškem. Stejné jevy lze aplikovat také na kompresi vzduchu (např. Píst). V této situaci, kdy vzduchová zásilka stlačuje, se zvyšuje teplota. Tyto procesy se nazývají adiabatické vytápění a chlazení.energie v balíku zůstává konstantní, ale lze ji přeměnit na expanzní práce nebo na udržení její teploty. Neexistuje žádná výměna tepla s vnějškem. Stejné jevy lze aplikovat také na kompresi vzduchu (např. Píst). V této situaci, kdy vzduchová zásilka stlačí, se teplota zvýší. Tyto procesy se nazývají adiabatické vytápění a chlazení.energie v balíku zůstává konstantní, ale lze ji přeměnit na expanzní práce nebo na udržení její teploty. Neexistuje žádná výměna tepla s vnějškem. Stejné jevy lze aplikovat také na kompresi vzduchu (např. Píst). V této situaci, kdy vzduchová zásilka stlačí, se teplota zvýší. Tyto procesy se nazývají adiabatické vytápění a chlazení.
Izotermický
Izotermická změna je ta, při které systém zůstává na konstantní teplotě. Proto dT = 0. Proces může být izotermický, pokud k němu dochází velmi pomalu a pokud je proces reverzibilní. Aby ke změně došlo velmi pomalu, je dost času na úpravu teplotních změn. Kromě toho, pokud systém může fungovat jako chladič, kde dokáže udržovat konstantní teplotu po absorpci tepla, jedná se o izotermický systém. Pro ideál má v izotermických podmínkách, tlak může být dán z následující rovnice.
P = nRT / V
Od práce lze odvodit W = PdV následující rovnice.
W = nRT ln (Vf / Vi)
Proto při konstantní teplotě dochází k expanzní nebo kompresní práci při změně objemu systému. Protože v izotermickém procesu nedochází ke změně vnitřní energie (dU = 0), veškeré dodané teplo se používá k práci. To se děje v tepelném motoru.
Jaký je rozdíl mezi adiabatickým a izotermickým?
• Adiabatické znamená, že nedochází k výměně tepla mezi systémem a okolním prostředím, proto se teplota zvýší, pokud se jedná o kompresi, nebo se teplota sníží v expanzi.
• Izotermické prostředky, nedochází ke změně teploty; tedy teplota v systému je konstantní. To se získává změnou tepla.
• V adiabatickém dQ = 0, ale dT ≠ 0. Při izotermických změnách však dT = 0 a dQ ≠ 0.
• Adiabatické změny probíhají rychle, zatímco izotermické změny probíhají velmi pomalu.
