A legfontosabb különbség az adiabatikus és az izoterm között, hogy az adiabatikus azt jelenti, hogy nincs hőcsere a rendszer és a környezet között, míg az izoterm azt jelenti, hogy nincs hőmérsékletváltozás.
A kémia szempontjából az univerzum két részre oszlik. A minket érdeklő részt rendszernek, a többit pedig környezőnek nevezzük. Egy rendszer lehet organizmus, reakcióedény vagy akár egyetlen sejt is. A rendszereket a bennük lévő interakciók vagy a cserék típusa különbözteti meg.
A rendszerek két csoportba sorolhatók: nyílt rendszerek és zárt rendszerek. Néha az anyagok és az energia kicserélhető a rendszer határain keresztül. A kicserélt energia többféle formát ölthet, mint például fényenergia, hőenergia, hangenergia stb. Ha egy rendszer energiája hőmérséklet-különbség miatt megváltozik, akkor azt mondjuk, hogy hőáramlás történt. Az adiabatikus és a politropikus két termodinamikai folyamat, amely a rendszerek hőátadásával kapcsolatos.
Mi az adiabatikus?
Az adiabatikus változás olyan változás, amely során nem kerül át hő a rendszerbe vagy onnan. A hőátadást alapvetően kétféleképpen lehet leállítani. Az egyik a hőszigetelt határvonal használata, hogy a hő ne tudjon belépni vagy kilépni. Például egy Dewar-lombikban végrehajtott reakció adiabatikus. Az adiabatikus folyamat másik típusa akkor fordul elő, ha egy folyamat nagyon gyorsan megy végbe; így nem marad idő a hő be- és kiszállítására.
A termodinamikában az adiabatikus változásokat dQ=0 mutatja. Ezekben az esetekben kapcsolat van a nyomás és a hőmérséklet között. Ezért a rendszer adiabatikus körülmények között nyomás hatására megváltozik. Ez történik a felhőképződésben és a nagy léptékű konvekciós áramlatokban. Nagyobb magasságban alacsonyabb a légköri nyomás. Ha a levegőt felmelegítjük, az hajlamos felfelé menni. Mivel a külső légnyomás alacsony, a felszálló légparcella megpróbál tágulni. Táguláskor a levegőmolekulák működnek, és ez befolyásolja a hőmérsékletüket. Ez az oka annak, hogy a hőmérséklet emelkedik.
01. ábra: Adiabatikus folyamat
A termodinamika szerint a parcellában lévő energia állandó marad, de át lehet alakítani a tágulási munkák elvégzésére, esetleg hőmérsékletének fenntartására. A külsővel nincs hőcsere. Ugyanez a jelenség alkalmazható a levegősűrítésre is (pl.pl.: egy dugattyú). Ebben a helyzetben, amikor a légcsomag összenyomódik, a hőmérséklet emelkedik. Ezeket a folyamatokat adiabatikus fűtésnek és hűtésnek nevezik.
Mi az izoterm
Az izotermikus változás az, amelyben a rendszer állandó hőmérsékleten marad. Ezért dT=0. Egy folyamat akkor lehet izoterm, ha nagyon lassan megy végbe, és ha a folyamat visszafordítható. Annak érdekében, hogy a változás nagyon lassan megy végbe, elegendő idő áll rendelkezésre a hőmérséklet-ingadozások beállítására. Sőt, ha egy rendszer hűtőbordaként tud működni, ahol a hő elnyelése után állandó hőmérsékletet tud fenntartani, akkor az izoterm rendszer.
2. ábra: Izotermikus változás
Egy ideális izotermikus körülmények között a nyomás a következő egyenletből adható meg.
P=nRT /V
A munka óta W=PdV a következő egyenlet származtatható.
W=nRT ln (Vf/Vi)
Ezért állandó hőmérsékleten a tágulási vagy tömörítési munka a rendszer hangerejének változtatása közben történik. Mivel egy izoterm folyamatban nincs belső energiaváltozás (dU=0), ezért az összes szolgáltatott hőt a munka elvégzésére használják fel. Ez történik egy hőmotorban.
Mi a különbség az adiabatikus és az izotermikus között?
Az adiabatikus azt jelenti, hogy nincs hőcsere a rendszer és a környezet között, ezért a hőmérséklet növekszik, ha kompresszióról van szó, vagy a hőmérséklet csökken a tágulás során. Ezzel szemben az izoterm azt jelenti, hogy nincs hőmérsékletváltozás; így a hőmérséklet egy rendszerben állandó. Ezt a hő változtatásával lehet elérni. Az adiabatikus dQ=0, de dT≠0. Izotermikus változások esetén azonban dT=0 és dQ ≠0. Tehát ez a legfontosabb különbség az adiabatikus és az izoterm között. Ráadásul az adiabatikus változások gyorsan, míg az izotermikus változások nagyon lassan mennek végbe.
Az alábbi infografika összefoglalja az adiabatikus és az izoterm közötti különbségeket.
Összefoglaló – Adiabatikus vs izoterm
A legfontosabb különbség az adiabatikus és az izoterm között, hogy az adiabatikus azt jelenti, hogy nincs hőcsere a rendszer és a környezet között, míg az izoterm azt jelenti, hogy nincs hőmérsékletváltozás.
Kép jóvoltából:
1. „Adiabatic” (CC BY-SA 3.0) a Commons Wikimédián keresztül
2. „Izotermikus folyamat” – Netheril96 – Saját munka (CC0) a Commons Wikimédián keresztül
