Avainero adiabaattisen ja palautuvan adiabaattisen prosessin välillä on se, että adiabaattisissa prosesseissa adiabaattinen järjestelmä on eristetty eikä salli lämmönsiirtoja, kun taas palautuva adiabaattinen prosessi sisältää lämmönsiirron, jossa siirrettävän lämmön määrä on suoraan verrannollinen järjestelmän entropian muutokseen.
Adiabaattiset prosessit ovat termodynaamisia prosesseja, joissa reaktio-olosuhteista johtuen nettolämmönsiirtoa ei tapahdu. Palautuva adiabaattinen prosessi ei myöskään sisällä lämmönsiirtoa. Tällöin siirtynyt lämpö on suoraan verrannollinen järjestelmän entropian muutokseen ja entropian muutos on nolla, mikä puolestaan tekee lämmönsiirrosta nollan.
Mikä on adiabaattinen prosessi?
Adiabaattinen prosessi voidaan määritellä järjestelmän muutokseksi, jossa lämpöä ei siirretä järjestelmään tai siitä ulos. Pääasiassa lämmönsiirto pysäytetään kahdella tavalla. Eräässä menetelmässä käytetään lämpöeristettyä rajaa, jotta lämpöä ei pääse sisään tai poistumaan. Esimerkiksi reaktio, joka tapahtuu Dewar-pullossa, on adiabaattinen. Toinen tapa adiabaattinen prosessi voi tapahtua, kun prosessi tapahtuu hyvin nopeasti; näin ollen ei ole enää aikaa siirtää lämpöä sisään ja ulos.
Termodynamiikassa adiabaattiset muutokset näytetään arvolla dQ=0. Näissä tapauksissa paineen ja lämpötilan välillä on suhde. Siksi järjestelmä muuttuu paineen vuoksi adiabaattisissa olosuhteissa. Näin tapahtuu pilvien muodostumisessa ja suurissa konvektiovirroissa. Korkeammilla korkeuksilla on alhaisempi ilmanpaine. Kun ilma lämpenee, sillä on taipumus nousta. Koska ulkoilman paine on alhainen, nouseva ilmapaketti yrittää laajentua. Laajentuessaan ilmamolekyylit toimivat, ja tämä vaikuttaa niiden lämpötilaan. Tästä syystä lämpötila laskee noustessa.
Termodynamiikan mukaan lohkon energia pysyy vakiona, mutta se voidaan muuntaa suorittamaan laajennustyötä tai ylläpitämään lämpötilaa. Lämmönvaihtoa ulkopuolen kanssa ei ole. Sama ilmiö koskee myös ilmanpuristusta (esim. mäntä). Siinä tilanteessa, kun ilmapaketti puristuu, lämpötila nousee. Näitä prosesseja kutsutaan adiabaattiseksi lämmittämiseksi ja jäähdyttämiseksi.
Mikä on palautuva adiabaattinen prosessi (isentrooppinen prosessi)?
Kääntyvä adiabaattinen prosessi tunnetaan myös isentrooppisena prosessina. Spontaanit prosessit lisäävät maailmankaikkeuden entropiaa. Kun näin tapahtuu, joko järjestelmän entropia tai ympäröivä entropia voi kasvaa. Isentrooppinen prosessi tapahtuu, kun järjestelmän entropia pysyy vakiona. Reversiibeli adiabaattinen prosessi on esimerkki isentrooppisesta prosessista. Lisäksi isentrooppisen prosessin vakioparametrit ovat entropia, tasapaino ja lämpöenergia.
Tällaiset prosessit ovat idealisoituja termodynaamisia prosesseja, jotka ovat adiabaattisia, mutta lämmönsiirto on kitkatonta, mikä tarkoittaa, että lämpöä tai ainetta ei siirretä, ja prosessi on palautuva.
Mitä eroa on adiabaattisen ja palautuvan adiabaattisen prosessin välillä?
Adiabaattinen prosessi voidaan määritellä järjestelmän muutokseksi, jossa lämpöä ei siirretä järjestelmään tai siitä ulos. Reversiibeli adiabaattinen prosessi tunnetaan myös isentrooppisena prosessina. Keskeinen ero adiabaattisen ja palautuvan adiabaattisen prosessin välillä on se, että adiabaattisissa prosesseissa adiabaattinen järjestelmä on eristetty eikä salli lämmönsiirtoja, kun taas palautuva adiabaattinen prosessi sisältää lämmönsiirron, jossa siirrettävän lämmön määrä on suoraan verrannollinen entropian muutokseen järjestelmästä.
Alla oleva infografiikka esittelee adiabaattisen ja reversiibelin adiabaattisen prosessin erot taulukkomuodossa vierekkäin vertailua varten.
Yhteenveto – Adiabaattinen vs. palautuva adiabaattinen prosessi
Adiabaattiset prosessit ovat termodynaamisia prosesseja, joissa ei tapahdu nettolämmönsiirtoa reaktio-olosuhteiden vuoksi. Keskeinen ero adiabaattisen ja palautuvan adiabaattisen prosessin välillä on se, että adiabaattisissa prosesseissa adiabaattinen järjestelmä on eristetty eikä salli lämmönsiirtoja, kun taas palautuva adiabaattinen prosessi sisältää lämmönsiirron, jossa siirrettävän lämmön määrä on suoraan verrannollinen entropian muutokseen. järjestelmä.
