Kluczowa różnica między adiabatycznym a odwracalnym procesem adiabatycznym polega na tym, że w procesach adiabatycznych system adiabatyczny jest izolowany i nie pozwala na żadne przenoszenie ciepła, podczas gdy odwracalny proces adiabatyczny obejmuje przenoszenie ciepła, w którym ilość przenoszonego ciepła jest wprost proporcjonalna do zmiany entropii systemu.
Procesy adiabatyczne to procesy termodynamiczne, w których nie zachodzi przenoszenie ciepła netto ze względu na warunki reakcji. Odwracalny proces adiabatyczny również nie obejmuje wymiany ciepła. Tutaj przekazywane ciepło jest wprost proporcjonalne do zmiany entropii układu, a zmiana entropii wynosi zero, co z kolei powoduje, że transfer ciepła wynosi zero.
Co to jest proces adiabatyczny?
Proces adiabatyczny można zdefiniować jako zmianę systemu, w której ciepło nie jest przekazywane do lub z systemu. Przeważnie przenoszenie ciepła jest zatrzymywane na dwa sposoby. Jedna metoda polega na użyciu izolowanej termicznie granicy, aby żadne ciepło nie mogło wejść ani wyjść. Na przykład reakcja zachodząca w naczyniu Dewara jest adiabatyczna. Inną metodą, w której może zachodzić proces adiabatyczny, jest to, że proces przebiega bardzo szybko; w związku z tym nie ma już czasu na przenoszenie i odprowadzanie ciepła.
W termodynamice pokazujemy zmiany adiabatyczne jako dQ=0. W takich przypadkach istnieje związek między ciśnieniem a temperaturą. Dlatego system ulega zmianom pod wpływem ciśnienia w warunkach adiabatycznych. Tak dzieje się w przypadku tworzenia się chmur i prądów konwekcyjnych na dużą skalę. Na wyższych wysokościach panuje niższe ciśnienie atmosferyczne. Kiedy powietrze się nagrzewa, ma tendencję do podnoszenia się. Ponieważ ciśnienie powietrza zewnętrznego jest niskie, wznosząca się paczka powietrzna będzie próbowała się rozszerzyć. Podczas rozszerzania cząsteczki powietrza działają, co wpływa na ich temperaturę. Dlatego temperatura spada wraz ze wzrostem.
Zgodnie z termodynamiką energia w działce pozostaje stała, ale można ją przetworzyć w celu rozprężenia lub utrzymania jej temperatury. Nie ma wymiany ciepła z otoczeniem. To samo zjawisko dotyczy również sprężania powietrza (np. tłoka). W takiej sytuacji, gdy paczka lotnicza ulega ściśnięciu, temperatura wzrasta. Procesy te nazywane są ogrzewaniem i chłodzeniem adiabatycznym.
Co to jest odwracalny proces adiabatyczny (proces izentropowy)?
Odwracalny proces adiabatyczny jest również znany jako proces izentropowy. Procesy spontaniczne zwiększają entropię wszechświata. Kiedy tak się stanie, entropia systemu lub entropia otoczenia może wzrosnąć. Proces izentropowy zachodzi, gdy entropia układu pozostaje stała. Odwracalny proces adiabatyczny jest przykładem procesu izentropowego. Ponadto stałymi parametrami w procesie izentropowym są entropia, równowaga i energia cieplna.
Tego typu procesy są wyidealizowanymi procesami termodynamicznymi, które są adiabatyczne, ale przenoszenie ciepła odbywa się bez tarcia, co oznacza, że nie zachodzi przenoszenie ciepła ani materii, a proces jest odwracalny.
Jaka jest różnica między procesem adiabatycznym a odwracalnym procesem adiabatycznym?
Proces adiabatyczny można zdefiniować jako zmianę systemu, w której ciepło nie jest przekazywane do lub z systemu. Odwracalny proces adiabatyczny jest również znany jako proces izentropowy. Kluczowa różnica między procesem adiabatycznym a odwracalnym procesem adiabatycznym polega na tym, że w procesach adiabatycznych układ adiabatyczny jest izolowany i nie pozwala na żadne transfery ciepła, podczas gdy odwracalny proces adiabatyczny obejmuje transfer ciepła, w którym ilość przekazywanego ciepła jest wprost proporcjonalna do zmiany entropii systemu.
Poniższa infografika przedstawia różnice między procesem adiabatycznym a odwracalnym procesem adiabatycznym w formie tabelarycznej do bezpośredniego porównania.
Podsumowanie – Proces adiabatyczny kontra odwracalny proces adiabatyczny
Procesy adiabatyczne to procesy termodynamiczne, w których nie zachodzi przenoszenie ciepła netto ze względu na warunki reakcji. Kluczowa różnica między procesem adiabatycznym a odwracalnym polega na tym, że w procesach adiabatycznych układ adiabatyczny jest izolowany i nie pozwala na żadne przenoszenie ciepła, podczas gdy odwracalny proces adiabatyczny polega na przenoszeniu ciepła, w którym ilość przenoszonego ciepła jest wprost proporcjonalna do zmiany entropii system.
