Ključna razlika između adijabatskih i politropskih procesa je u tome što u adijabatskim procesima nema prijenosa topline, dok u politropskim procesima dolazi do prijenosa topline.
U hemiji, dijelimo svemir na dva dijela. Dio koji ćemo proučavati je “sistem”, a ostalo je “okruženje”. Sistem može biti organizam, reakciona posuda ili čak jedna ćelija. Možemo razlikovati sisteme jedan od drugog prema vrsti interakcija koje imaju ili po vrstama razmjena koje se odvijaju. Sisteme možemo klasifikovati u dve grupe na otvorene i zatvorene sisteme. Ponekad materije i energija mogu proći kroz granice 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 koja se odnose na prijenos topline u sistemima.
Šta je adijabatsko?
Adijabatska promjena je ona u kojoj se toplina ne prenosi u sistem ili iz njega. Ovo ograničenje prijenosa topline uglavnom se javlja na dva načina. Jedan je korištenjem toplinski izolirane granice tako da toplina ne može ući niti postojati. Na primjer, reakcija koju provodimo u Dewar boci je adijabatska. Drugo, adijabatski proces se dešava kada se proces odvija veoma brzo; tako, nema više vremena za prijenos topline unutra i van.
U termodinamici, možemo prikazati adijabatske promjene kao dQ=0 gdje je Q toplotna energija. U ovim slučajevima postoji veza između pritiska i temperature. Stoga se sistem mijenja zbog pritiska u adijabatskim uslovima.
Na primjer, zamislite šta 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 promijeniti njihovu temperaturu. Zato se temperatura smanjuje kada raste.
Slika 01: Formiranje oblaka je primjer adijabatskog procesa
Prema termodinamici, energija u vazdušnoj parceli ostaje konstantna, ali se može pretvoriti u različite oblike energije (da bi se izvršio rad ekspanzije ili možda za održavanje temperature). Međutim, nema razmene toplote sa spoljašnjom stranom. Isti fenomen možemo primijeniti i na kompresiju zraka (npr.npr. klip). U toj situaciji, kada se vazdušni paket sabije temperatura se povećava. Ovi procesi se nazivaju adijabatsko grijanje i hlađenje.
Šta je politropsko?
Politropni proces se javlja s prijenosom topline. Međutim, prijenos topline se u ovom procesu odvija reverzibilno.
Slika 02: Puhanje balona na vrelom suncu je primjer politropskog procesa
Kada se plin podvrgne ovoj vrsti prijenosa topline, sljedeća jednačina vrijedi za politropski proces.
PVn=konstanta
Gdje je P pritisak, V je zapremina, a n je konstanta. Dakle, da bi se PV održao konstantnim u procesu ekspanzije/kompresije politropskog gasa, dolazi do razmene toplote i rada između sistema i okoline. Prema tome, politropski je neadijabatski proces.
Koja je razlika između adijabatskog i politropskog?
Adijabatska promjena je ona u kojoj se toplina ne prenosi u sistem ili iz njega, dok se politropni proces odvija s prijenosom topline. Stoga je ključna razlika između adijabatskih i politropskih procesa u tome što u adijabatskim procesima ne dolazi do prijenosa topline, dok u politropskim procesima dolazi do prijenosa topline. Štaviše, jednačina dQ=0 je tačna za adijabatski proces, dok je jednačina PVn=konstanta tačna za politropski proces.
Sažetak – adijabatski vs politropski
Adijabatski i politropski proces su dva važna termodinamička procesa. Ključna razlika između adijabatskih i politropskih procesa je u tome što u adijabatskim procesima nema prijenosa topline, dok u politropskim procesima dolazi do prijenosa topline.
