Адиабаталық және изотермиялық арасындағы негізгі айырмашылық мынада: адиабаталық жүйе мен қоршаған орта арасында жылу алмасу жоқ, ал изотермиялық температура өзгермейді.
Химия мақсаты үшін ғалам екі бөлікке бөлінген. Бізді қызықтыратын бөлік жүйе деп аталады, ал қалған бөлігі қоршаған деп аталады. Жүйе организм, реакциялық ыдыс немесе тіпті бір жасуша болуы мүмкін. Жүйелер өзара әрекеттесу түрімен немесе орын алатын алмасу түрлерімен ерекшеленеді.
Жүйелерді ашық жүйелер және жабық жүйелер деп екіге бөлуге болады. Кейде заттар мен энергия жүйе шекаралары арқылы алмасуы мүмкін. Алмастырылған энергия жарық энергиясы, жылу энергиясы, дыбыс энергиясы және т.б. сияқты бірнеше формада болуы мүмкін. Егер жүйенің энергиясы температура айырмашылығына байланысты өзгерсе, біз жылу ағыны болды деп айтамыз. Адиабатты және политропты - бұл жүйелердегі жылу алмасумен байланысты екі термодинамикалық процесс.
Адиабата дегеніміз не?
Адиабаталық өзгеріс – жүйеге немесе жүйеге жылу берілмейтін өзгеріс. Жылу беруді негізінен екі жолмен тоқтатуға болады. Олардың бірі - жылу оқшауланған шекараны пайдалану, сондықтан жылу кірмейді немесе шықпайды. Мысалы, Дьюар колбасында жүргізілетін реакция адиабаталық. Адиабаталық процестің басқа түрі процесс өте тез жүріп жатқанда болады; осылайша, жылуды енгізу және шығару үшін уақыт қалмайды.
Термодинамикада адиабаталық өзгерістер dQ=0 арқылы көрсетіледі. Бұл жағдайда қысым мен температура арасында байланыс бар. Сондықтан жүйе адиабаттық жағдайда қысым әсерінен өзгерістерге ұшырайды. Бұлттың пайда болуында және ауқымды конвекциялық ағындарда осылай болады. Жоғары биіктікте атмосфералық қысым төмендейді. Ауа қызған кезде ол көтеріледі. Сыртқы ауа қысымы төмен болғандықтан, көтеріліп жатқан ауа парцелгі кеңеюге тырысады. Кеңейген кезде ауа молекулалары жұмыс істейді және бұл олардың температурасына әсер етеді. Сондықтан көтерілген кезде температура төмендейді.
01-сурет: Адиабаталық процесс
Термодинамикаға сәйкес, сәлемдемедегі энергия тұрақты болып қалады, бірақ оны кеңейту жұмысын орындау үшін немесе оның температурасын ұстап тұру үшін түрлендіруге болады. Сыртпен жылу алмасу жоқ. Дәл осындай құбылысты ауа сығымдауға да қолдануға болады (мысалы.ж.: поршень). Бұл жағдайда ауа сәлемдемесін сығу кезінде температура көтеріледі. Бұл процестер адиабаттық қыздыру және салқындату деп аталады.
Изотермиялық дегеніміз не
Изотермиялық өзгеріс – жүйе тұрақты температурада болатын өзгеріс. Демек, dT=0. Процесс изотермиялық болуы мүмкін, егер ол өте баяу болса және процесс қайтымды болса. Осылайша, өзгеріс өте баяу жүреді, температура ауытқуларын реттеуге жеткілікті уақыт бар. Оның үстіне, егер жүйе жылуды сіңіргеннен кейін тұрақты температураны сақтай алатын жылу қабылдағыш сияқты әрекет ете алса, бұл изотермиялық жүйе.
2-сурет: изотермиялық өзгеріс
Изотермиялық жағдайдағы идеал үшін қысымды келесі теңдеуден беруге болады.
P=nRT /V
Жұмыс істегеннен бері W=PdV келесі теңдеу алынуы мүмкін.
W=nRT ln (Vf/Vi)
Сондықтан, тұрақты температурада жүйенің дыбыс деңгейін өзгерту кезінде кеңейту немесе қысу жұмысы орын алады. Изотермиялық процесте ішкі энергия өзгерісі болмағандықтан (dU=0), берілген барлық жылу жұмыс істеуге жұмсалады. Бұл жылу қозғалтқышында болады.
Адиабаталық пен изотермиялықтың айырмашылығы неде?
Адиабаттық жүйе мен қоршаған орта арасында жылу алмасудың жоқтығын білдіреді, сондықтан қысу болса, температура көтеріледі немесе кеңею кезінде температура төмендейді. Керісінше, изотермиялық құралдар, температураның өзгеруі жоқ; сондықтан жүйедегі температура тұрақты болады. Бұл жылуды өзгерту арқылы алынады. Адиабатада dQ=0, бірақ dT≠0. Бірақ изотермиялық өзгерістерде dT=0 және dQ ≠0. Сонымен, бұл адиабаталық және изотермиялық арасындағы негізгі айырмашылық. Оның үстіне, адиабаталық өзгерістер тез жүреді, ал изотермиялық өзгерістер өте баяу жүреді.
Төмендегі инфографикада адиабаталық және изотермиялық айырмашылықтар жинақталған.
Қорытынды – адиабаттық пен изотермиялық
Адиабаталық және изотермиялық арасындағы негізгі айырмашылық мынада: адиабаталық жүйе мен қоршаған орта арасында жылу алмасу жоқ, ал изотермиялық температура өзгермейді.
Сурет сыпайылық:
1. "Adiabatic" (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia арқылы
2. «Изотермиялық процесс» Netheril96 – Commons Wikimedia арқылы жеке жұмыс (CC0)
