Verschil tussen adiabatisch en isothermisch

Adiabatisch versus isotherm

Voor de chemie is het universum verdeeld in twee delen. Het deel waarin we geïnteresseerd zijn, wordt een systeem genoemd, en de rest wordt de omgeving genoemd. Een systeem kan een organisme, een reactievat of zelfs een enkele cel zijn. De systemen onderscheiden zich door het soort interacties dat ze hebben of door de soorten uitwisselingen die plaatsvinden. De systemen kunnen in twee worden geclassificeerd als open systemen en gesloten systemen. Soms kunnen zaken en energie worden uitgewisseld via de systeemgrenzen. De uitgewisselde energie kan verschillende vormen aannemen, zoals lichtenergie, warmte-energie, geluidsenergie, enzovoort. Als de energie van een systeem verandert vanwege een temperatuurverschil, zeggen we dat er een warmtestroom is geweest. Adiabatisch en polytrope zijn twee thermodynamische processen, die verband houden met warmteoverdracht in systemen.

adiabatische

Adiabatische verandering is die waarbij geen warmte in of uit het systeem wordt overgebracht. Warmteoverdracht kan hoofdzakelijk op twee manieren worden gestopt. De ene is door een thermisch geïsoleerde grens te gebruiken, zodat er geen warmte kan binnenkomen of bestaan. Bijvoorbeeld, een reactie uitgevoerd in een Dewar-kolf is adiabatisch. Het andere type adiabatisch proces dat plaatsvindt wanneer een proces plaatsvindt, varieert snel; er is dus geen tijd meer om de warmte in en uit te schakelen. In de thermodynamica worden adiabatische veranderingen getoond door dQ = 0. In deze gevallen is er een verband tussen de druk en de temperatuur. Daarom ondergaat het systeem veranderingen als gevolg van druk in adiabatische omstandigheden. Dit is wat er gebeurt in wolkenvorming en grootschalige convectiestromen. Op hogere hoogten is er een lagere atmosferische druk. Wanneer de lucht wordt verwarmd, heeft het de neiging om omhoog te gaan. Omdat de buitenluchtdruk laag is, zal het stijgende luchtpakket proberen uit te zetten. Bij het uitzetten werken de luchtmoleculen wel, en dit heeft invloed op hun temperatuur. Dat is de reden waarom de temperatuur vermindert bij het opstaan. Volgens de thermodynamica is de energie in het pakket constant gebleven, maar het kan worden omgezet om het uitbreidingswerk te doen of misschien om de temperatuur te handhaven. Er is geen warmte-uitwisseling met de buitenkant. Ditzelfde verschijnsel kan ook worden toegepast op luchtcompressie (bijvoorbeeld: een zuiger). In die situatie, wanneer het luchtperceel comprimeert, neemt de temperatuur toe. Deze processen worden adiabatische verwarming en koeling genoemd.

isotherme

Isotherme verandering is die waarbij het systeem op constante temperatuur blijft. Daarom is dT = 0. Een proces kan isotherm zijn, als het erg langzaam gebeurt en als het proces omkeerbaar is. Zodat de verandering heel langzaam plaatsvindt, is er voldoende tijd om de temperatuurvariaties aan te passen. Bovendien, als een systeem kan fungeren als een koellichaam, waar het een constante temperatuur kan handhaven na het absorberen van warmte, is het een isotherm systeem. Voor een ideaal heeft in isotherme omstandigheden, kan de druk worden gegeven uit de volgende vergelijking.

P = nRT / V

Sinds werk, W = PdV de volgende vergelijking kan worden afgeleid.

W = nRT ln (Vf / Vi)

Daarom vindt bij constante temperatuur het uitbreidings- of compressiewerk plaats tijdens het wijzigen van het systeemvolume. Aangezien er geen interne energieverandering is in een isotherm proces (dU = 0), wordt alle geleverde warmte gebruikt om werk te doen. Dit is wat er gebeurt in een hittemotor.