Ključna razlika između adijabatskog i izotermnog je ta što adijabatsko znači da nema razmjene toplote između sistema i okoline, dok izotermno znači da nema promjene temperature.
Za potrebe hemije, univerzum je podeljen na dva dela. Dio koji nas zanima zove se sistem, a ostatak se zove okruženje. Sistem može biti organizam, reakciona posuda ili čak jedna ćelija. Sistemi se razlikuju po vrsti interakcija koje imaju ili po vrstama razmjena koje se odvijaju.
Sistemi se mogu klasifikovati u dva tipa: otvoreni sistemi i zatvoreni sistemi. Ponekad se materije i energija mogu razmjenjivati preko granica sistema. Razmijenjena energija može imati nekoliko oblika kao što su svjetlosna energija, toplotna energija, energija zvuka, itd. Ako se energija sistema promijeni zbog temperaturne razlike, kažemo da je došlo do protoka topline. Adijabatski i politropski su dva termodinamička procesa, koji se odnose na prenos toplote u sistemima.
Šta je adijabatsko?
Adijabatska promjena je promjena u kojoj se toplina ne prenosi u sistem ili iz njega. Prijenos topline se uglavnom može zaustaviti na dva načina. Jedan je korištenjem toplinski izolirane granice tako da toplina ne može ući ili izaći. Na primjer, reakcija izvedena u Dewar boci je adijabatska. Drugi tip adijabatskog procesa se dešava kada se proces odvija veoma brzo; tako, nema više vremena za prijenos topline unutra i van.
U termodinamici, adijabatske promjene su prikazane sa dQ=0. U ovim slučajevima postoji veza između pritiska i temperature. Dakle, sistem prolazi kroz promjene zbog pritiska u adijabatskim uslovima. To je ono što se događa u formiranju oblaka i konvekcijskim strujama velikih razmjera. Na većim visinama je niži atmosferski pritisak. Kada se vazduh zagreje, ima tendenciju da se podigne. Pošto je spoljni pritisak nizak, vazdušna parcela koja se diže će pokušati da se proširi. Kada se šire, molekuli zraka rade, a to će utjecati na njihovu temperaturu. Zato se temperatura smanjuje kada se diže.
Slika 01: Adijabatski proces
Prema termodinamici, energija u paketu ostaje konstantna, ali se može pretvoriti u ekspanziju ili možda za održavanje temperature. Nema razmene toplote sa spoljašnjom stranom. Isti fenomen može se primijeniti i na kompresiju zraka (npr.g.: klip). U toj situaciji, kada se vazdušni paket sabije temperatura se povećava. Ovi procesi se nazivaju adijabatsko grijanje i hlađenje.
Šta je izotermno
Izotermna promjena je ona u kojoj sistem ostaje na konstantnoj temperaturi. Dakle, dT=0. Proces može biti izotermičan, ako se odvija vrlo sporo i ako je proces reverzibilan. Tako da se promjena dešava vrlo sporo, ima dovoljno vremena za podešavanje temperaturnih varijacija. Štaviše, ako sistem može djelovati kao hladnjak, gdje može održavati konstantnu temperaturu nakon apsorbiranja topline, to je izotermalni sistem.
Slika 2: Izotermna promjena
Za ideal u izotermnim uslovima, pritisak se može dati iz sledeće jednačine.
P=nRT /V
Od rada, W=PdV sljedeća jednačina se može izvesti.
W=nRT ln (Vf/Vi)
Stoga, pri konstantnoj temperaturi rad ekspanzije ili kompresije se dešava dok se mijenja volumen sistema. Budući da u izotermnom procesu nema promjene unutrašnje energije (dU=0), sva dovedena toplina se koristi za rad. Ovo se dešava u toplotnom motoru.
Koja je razlika između adijabatskog i izotermnog?
Adijabatsko znači da nema razmjene toplote između sistema i okoline, stoga će se temperatura povećati ako je u pitanju kompresija, ili će se temperatura smanjiti u ekspanziji. Nasuprot tome, izotermno znači, nema promjene temperature; dakle, temperatura u sistemu je konstantna. Ovo se postiže promjenom topline. U adijabatskom dQ=0, ali dT≠0. Međutim, u izotermnim promjenama dT=0 i dQ ≠0. Dakle, ovo je ključna razlika između adijabatskog i izotermnog. Štaviše, adijabatske promene se dešavaju brzo, dok se izotermne promene dešavaju veoma sporo.
Info-grafika ispod sumira razlike između adijabatskog i izotermnog.
Sažetak – adijabatski vs izotermni
Ključna razlika između adijabatskog i izotermnog je ta što adijabatsko znači da nema razmjene toplote između sistema i okoline, dok izotermno znači da nema promjene temperature.
Uslugom slike:
1. “Adiabatic” (CC BY-SA 3.0) preko Commons Wikimedia
2. “Izotermički proces” Netheril96 – Vlastiti rad (CC0) preko Commons Wikimedia
