A legfontosabb különbség az adiabatikus és a politróp folyamatok között, hogy az adiabatikus folyamatokban nem történik hőátadás, míg a politróp folyamatokban hőátadás történik.
A kémiában az univerzumot két részre osztjuk. Az a rész, amelyet tanulmányozni fogunk, egy „rendszer”, a többi pedig „a környező”. Egy rendszer lehet organizmus, reakcióedény vagy akár egyetlen sejt is. Meg tudjuk különböztetni a rendszereket egymástól a bennük lévő interakciók vagy a cserék típusai alapján. A rendszereket két csoportba sorolhatjuk: nyílt és zárt rendszerek. Néha az anyagok és az energia átmehet a rendszer határain. 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, amelyek a rendszerek hőátadásához kapcsolódnak.
Mi az adiabatikus?
Az adiabatikus változás az, amikor nem kerül át hő a rendszerbe vagy onnan. Ez a hőátadási korlátozás főleg kétféleképpen jelentkezik. Az egyik, hogy hőszigetelt határt használnak, hogy ne tudjon bejutni vagy létezni hő. Például egy Dewar-lombikban végrehajtott reakció adiabatikus. Másodszor, adiabatikus folyamat akkor következik be, amikor egy folyamat nagyon gyorsan megy végbe; így nem marad idő a hő be- és kiszállítására.
A termodinamikában az adiabatikus változásokat dQ=0-ként tudjuk kimutatni, ahol Q a hőenergia. Ezekben az esetekben kapcsolat van a nyomás és a hőmérséklet között. Ezért a rendszer megváltozik a nyomás hatására adiabatikus körülmények között.
Például gondoljon bele, mi történik a felhőképződésben és a nagy léptékű konvekciós áramlatokban. Nagyobb magasságban alacsonyabb a légköri nyomás. Amikor a levegő felmelegszik, hajlamos felfelé menni. Mivel a külső légnyomás alacsony, a felszálló légparcella megpróbál tágulni. Táguláskor a levegőmolekulák működnek, és ez megváltoztatja a hőmérsékletüket. Ezért csökken a hőmérséklet emelkedéskor.
01. ábra: A felhőképződés egy példa az adiabatikus folyamatra
A termodinamika szerint a légparcellában lévő energia állandó marad, de különböző energiaformákká alakítható (tágulási munkák elvégzésére, esetleg hőmérsékletének fenntartására). A külsővel azonban nincs hőcsere. Ugyanezt a jelenséget alkalmazhatjuk a légkompresszióra is (pl.például egy dugattyú). Ebben a helyzetben, amikor a légcsomag összenyomódik, a hőmérséklet emelkedik. Ezeket a folyamatokat adiabatikus fűtésnek és hűtésnek nevezik.
Mi az a politropikus?
A politróp folyamat hőátadással megy végbe. A hőátadás azonban reverzibilisen megy végbe ebben a folyamatban.
02. ábra: Léggömb fújása a forró napon egy példa a politróp folyamatra
Amikor egy gáz ilyen típusú hőátadáson megy keresztül, a következő egyenlet igaz egy politropikus folyamatra.
PVn=állandó
Ahol P a nyomás, V a térfogat és n egy állandó. Ezért a PV állandó tartása érdekében a politropikus gáztágulási/sűrítési folyamatban mind a hő-, mind a munkacsere végbemegy a rendszer és a környezet között. Ezért a politropikus folyamat nem adiabatikus folyamat.
Mi a különbség az adiabatikus és a politropikus között?
Az adiabatikus változás az, amikor nem kerül át hő a rendszerbe vagy onnan, miközben a politropikus folyamat hőátadással megy végbe. Ezért a legfontosabb különbség az adiabatikus és a politróp folyamatok között az, hogy az adiabatikus folyamatokban nem történik hőátadás, míg a politróp folyamatokban hőátadás történik. Ezenkívül a dQ=0 egyenlet igaz az adiabatikus folyamatra, míg a PVn=állandó egyenlet a politropikus folyamatra.
Összefoglaló – Adiabatikus vs politropikus
Az adiabatikus és a politropikus folyamat két fontos termodinamikai folyamat. A legfontosabb különbség az adiabatikus és a politróp folyamatok között az, hogy az adiabatikus folyamatokban nem történik hőátadás, míg a politróp folyamatokban hőátadás történik.
