Forskel mellem adiabatiske og isentropiske processer

Det vigtigste forskel mellem adiabatiske og isentropiske processer er det -endiabatiske processer kan være enten reversible eller irreversible, mens en isentropisk proces er en reversibel proces.

I kemi deler vi universet i to dele. Den del, vi er interesseret i, er et system, og resten er det omkringliggende. Et system kan være en organisme, en reaktionsbeholder eller endda en enkelt celle. Vi kan skelne mellem systemerne efter den slags interaktion, de har, eller efter de typer udvekslinger, der finder sted. Undertiden udveksles stof og energi gennem systemets grænser. Den udvekslede energi kan antage flere former såsom lysenergi, varmeenergi, lydenergi osv. Hvis energien i et system ændrer sig på grund af en temperaturforskel, siger vi, at der har været en strøm af varme. Nogle processer involverer imidlertid temperaturvariationer, men ingen varmestrøm; disse er kendt som adiabatiske processer. En isentropisk proces er en type adiabatisk proces.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er adiabatiske processer
3. Hvad er isentropiske processer
4. Sammenligning side ved side - Adiabatiske vs isentropiske processer i tabelform
5. Resume

Hvad er adiabatiske processer?

Adiabatisk ændring er en ændring, hvor ingen varme overføres til eller ud af systemet. Varmeoverførsel kan hovedsageligt stoppes på to måder. Den ene er ved at bruge en termisk isoleret grænse, så ingen varme kan komme ind eller ud. For eksempel er en reaktion, der forekommer i en Dewar-kolbe, adiabatisk. Den anden metode, som en adiabatisk proces kan finde sted, er, når en proces finder sted meget hurtigt; der er således ikke tid til at overføre varme ind og ud.

I termodynamik viser vi de adiabatiske ændringer med dQ = 0. I disse tilfælde er der en forbindelse mellem trykket og temperaturen. Derfor gennemgår systemet ændringer på grund af pres i adiabatiske forhold. Dette er hvad der sker i skydannelse og konvektionsstrømme i stor skala. I højere højder er der lavere atmosfærisk tryk. Når luft opvarmes, har den en tendens til at gå op. Da det udvendige lufttryk er lavt, vil den stigende luftpakke forsøge at udvide sig. Når de udvides fungerer luftmolekylerne, og dette vil påvirke deres temperatur. Dette er grunden til, at temperaturen nedsættes, når den stiger.

Figur 01: Adiabatisk proces i en graf

I henhold til termodynamik forbliver energien i pakken konstant, men den kan konverteres til at udføre ekspansionsarbejdet eller for at opretholde dens temperatur. Der er ingen varmeveksling med ydersiden. Dette samme fænomen gælder også for luftkomprimering (f.eks. Et stempel). I den situation, når luftpakken komprimerer, stiger temperaturen. Disse processer kaldes adiabatisk opvarmning og afkøling.

Hvad er isentropiske processer?

Spontane processer øger universets entropi. Når dette sker, kan enten systementropi eller den omgivende entropi stige. En isentropisk proces sker, når systementropien forbliver konstant.

Figur 02: En isentropisk proces

En reversibel adiabatisk proces er et eksempel på en isentropisk proces. Desuden er de konstante parametre i en isentropisk proces entropi, ligevægt og varmeenergi.

Hvad er forskellen mellem adiabatiske og isentropiske processer?

En adiabatisk proces er en proces, hvor ingen varmeoverførsel finder sted, mens en isentropisk proces er en idealiseret termodynamisk proces, der er både adiabatisk og reversibel. Derfor er den vigtigste forskel mellem adiabatiske og isentropiske processer, at adiabatiske processer kan være enten reversible eller irreversible, medens isentropiske processer er reversible. Desuden forekommer en adiabatisk proces uden nogen varmeoverførsel mellem systemet og det omgivende, mens en isentropisk proces forekommer uden irreversibilitet og ingen varmeoverførsler.

Resumé - Adiabatiske vs isentropiske processer

En adiabatisk proces er en proces, hvor ingen varmeoverførsel finder sted. En isentropisk proces er en idealiseret termodynamisk proces, der er både adiabatisk og reversibel. Derfor er den vigtigste forskel mellem adiabatiske og isentropiske processer, at adiabatiske processer kan være enten reversible eller irreversible, mens isentropiske processer er reversible.

Reference:

1. “Loven om termodynamik I.” Termodynamik og indledende statistisk mekanik, 2005, s. 14-31., Doi: 10.1002 / 047168175x.ch3.

Billede høflighed:

1. “Adiabatic” (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Isentropic” af Tyler.neysmith - Eget arbejde (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia