Adiabaatiline vs isotermiline
Keemia eesmärgil jaguneb universum kaheks osaks. Meid huvitavat osa nimetatakse süsteemiks ja ülejäänud ümbritsevaks. Süsteem võib olla organism, reaktsioonianum või isegi üks rakk. Süsteeme eristatakse omavahelise suhtluse või vahetuste tüüpide järgi. Süsteemid võib jagada kaheks: avatud süsteemid ja suletud süsteemid. Mõnikord saab asju ja energiat süsteemi piiride kaudu vahetada. Vahetatud energia võib esineda mitmel kujul, näiteks valgusenergia, soojusenergia, helienergia jne. Kui süsteemi energia muutub temperatuuri erinevuse tõttu, siis ütleme, et soojusvoo on olnud. Adiabaatiline ja polütroopiline on kaks termodünaamilist protsessi, mis on seotud soojusülekandega süsteemides.
Adiabaatiline
Adiabaatiline muutus on see, mille korral ei edastata soojust süsteemi ega sellest välja. Soojusülekannet saab peatada peamiselt kahel viisil. Üks on termiliselt isoleeritud piiri kasutamine, nii et soojus ei pääse sisse ega eksisteeri. Näiteks on Dewari kolvis läbi viidud reaktsioon adiabaatiline. Teist tüüpi adiabaatiline protsess toimub siis, kui protsess toimub, varieeruvad kiiresti; seega ei jää enam aega soojuse sisse- ja väljalaskmiseks. Termodünaamikas näitavad adiabaatilisi muutusi dQ = 0. Nendel juhtudel on rõhu ja temperatuuri suhe. Seetõttu muutuvad süsteem adiabaatilistes tingimustes toimuva surve tõttu muutused. Nii juhtub pilve moodustumisel ja suuremahulistes konvektsioonivooludes. Suurematel kõrgustel on madalam atmosfäärirõhk. Kui õhku kuumutatakse, kipub see ülespoole minema. Kuna välisõhurõhk on madal, püüab tõusev õhupakk laieneda. Laienemisel õhumolekulid toimivad ja see mõjutab nende temperatuuri. Seetõttu langeb temperatuur üles tõustes. Termodünaamika kohaselt jääb paki energia konstantseks, kuid selle saab muundada paisutustööde tegemiseks või võib-olla temperatuuri säilitamiseks. Soojusvahetust väljastpoolt ei toimu. Sama nähtust saab rakendada ka õhu kokkusurumisele (nt kolb). Sellises olukorras tõuseb õhupaki kokkusurumisel temperatuuri tõus. Neid protsesse nimetatakse adiabaatiliseks kütmiseks ja jahutamiseks.pakis olev energia jääb konstantseks, kuid selle saab muundada paisutustööde tegemiseks või võib-olla temperatuuri säilitamiseks. Soojusvahetust väljastpoolt ei toimu. Sama nähtust saab rakendada ka õhu kokkusurumisele (nt kolb). Sellises olukorras tõuseb õhupaki kokkusurumisel temperatuuri tõus. Neid protsesse nimetatakse adiabaatiliseks kütmiseks ja jahutamiseks.pakis olev energia jääb konstantseks, kuid selle saab muundada paisutustööde tegemiseks või võib-olla temperatuuri säilitamiseks. Soojusvahetust väljastpoolt ei toimu. Sama nähtust saab rakendada ka õhu kokkusurumisele (nt kolb). Sellises olukorras tõuseb õhupaki kokkusurumisel temperatuuri tõus. Neid protsesse nimetatakse adiabaatiliseks kütmiseks ja jahutamiseks.
Isotermiline
Isotermiline muutus on see, kus süsteem püsib püsival temperatuuril. Seetõttu on dT = 0. Protsess võib olla isotermiline, kui see toimub väga aeglaselt ja kui protsess on pöörduv. Nii et muutus toimub väga aeglaselt, on temperatuuri kõikumiste reguleerimiseks piisavalt aega. Veelgi enam, kui süsteem võib toimida nagu jahutusradiaator, kus ta suudab pärast soojuse neelamist püsivat temperatuuri hoida, on see isotermiline süsteem. Kui ideaalil on isotermilised tingimused, võib rõhu anda järgmisest võrrandist.
P = nRT / V
Alates tööst saab tuletada järgmise võrrandi W = PdV.
W = nRT ln (Vf / Vi)
Seetõttu toimub konstantsel temperatuuril laiendamise või tihendamise töö süsteemi mahu muutmise ajal. Kuna isotermilises protsessis ei toimu sisemist energia muutust (dU = 0), kasutatakse kogu tarnitud soojust töö tegemiseks. Nii juhtub soojusmootoris.
Mis vahe on adiabaatilisel ja isotermilisel?
• Adiabaatiline tähendab, et süsteemi ja ümbritseva vahel ei toimu soojusvahetust, seetõttu temperatuur tõuseb, kui see on kompressioon, või temperatuur langeb paisumisel.
• Isotermiline tähendab, et temperatuurimuutust ei toimu; seega on süsteemi temperatuur konstantne. See omandatakse soojuse muutmisega.
• Adiabaatilises dQ = 0, kuid dT ≠ 0. Kuid isotermilistes muutustes dT = 0 ja dQ ≠ 0.
• Adiabaatilised muutused toimuvad kiiresti, isotermilised muutused aga väga aeglaselt.
