Adiabatic vs izoterm

În scopul chimiei, universul este împărțit în două părți. Partea care ne interesează se numește sistem, iar restul se numește înconjurător. Un sistem poate fi un organism, un vas de reacție sau chiar o singură celulă. Sistemele se disting prin tipul de interacțiuni pe care le au sau prin tipurile de schimburi. Sistemele pot fi clasificate în două ca sisteme deschise și sisteme închise. Uneori, problemele și energia pot fi schimbate prin limitele sistemului. Energia schimbată poate lua mai multe forme, cum ar fi energia lumină, energia termică, energia sonoră, etc. Dacă energia unui sistem se schimbă din cauza unei diferențe de temperatură, spunem că a existat un flux de căldură. Adiabatic și poltropic sunt două procese termodinamice, care sunt legate de transferul de căldură în sisteme.

Adiabatic

Schimbarea adiabatică este cea în care nu se transferă căldură în sau din sistem. Transferul de căldură poate fi oprit în principal prin două moduri. Unul este prin utilizarea unei limite izolate termic, astfel încât să nu poată intra sau să existe nici o căldură. De exemplu, o reacție efectuată într-un balon Dewar este adiabatică. Celălalt tip de proces adiabatic se întâmplă atunci când un proces are loc variază rapid; astfel, nu mai există timp pentru a transfera căldura înăuntru și în afară. În termodinamică, modificările adiabatice sunt afișate de dQ = 0. În aceste cazuri, există o relație între presiune și temperatură. Prin urmare, sistemul suferă modificări datorate presiunii în condiții adiabatice. Acest lucru se întâmplă în formarea norilor și curenții convecționali la scară largă. La altitudini mai mari, există o presiune atmosferică mai mică. Când aerul este încălzit, acesta tinde să se ridice. Deoarece presiunea aerului exterior este scăzută, coletul de aer în creștere va încerca să se extindă. Când se extind, moleculele de aer funcționează și acest lucru le va afecta temperatura. De aceea, temperatura se reduce la creșterea. Conform termodinamicii, energia din colet rămâne constantă, dar poate fi convertită pentru a face lucrările de extindere sau poate pentru a-și menține temperatura. Nu există schimb de căldură cu exteriorul. Aceeași fenomene pot fi aplicate și la compresia aerului (de exemplu: un piston). În această situație, când coletul de aer comprimă crește temperatura. Aceste procese se numesc încălzire și răcire adiabatică.

izoterm

Schimbarea izotermă este cea în care sistemul rămâne la temperatură constantă. Prin urmare, dT = 0. Un proces poate fi izoterm, dacă se întâmplă foarte lent și dacă procesul este reversibil. Așadar, schimbarea are loc foarte încet, există suficient timp pentru a ajusta variațiile de temperatură. Mai mult, dacă un sistem poate acționa ca un radiator, unde poate menține o temperatură constantă după absorbția căldurii, este un sistem izoterm. Pentru că un ideal are condiții izoterme, presiunea poate fi dată din următoarea ecuație.

P = nRT / V

De la munca, W = PdV urmând ecuația poate fi derivată.

W = nRT ln (Vf / Vi).

Prin urmare, la temperatura constantă, lucrarea de expansiune sau de compresie are loc în timp ce se schimbă volumul sistemului. Deoarece nu există nicio schimbare de energie internă într-un proces izoterm (dU = 0), toate căldurile furnizate sunt folosite pentru a lucra. Acest lucru se întâmplă într-un motor de căldură.