Diferența cheie dintre procesele adiabatice și politropice este că în procesele adiabatice nu are loc transfer de căldură, în timp ce în procesele politropice are loc transferul de căldură.
În chimie, împărțim universul în două părți. Partea pe care o vom studia este „un sistem”, iar restul este „înconjurarea”. Un sistem poate fi un organism, un vas de reacție sau chiar o singură celulă. Putem distinge sistemele unele de altele după tipul de interacțiuni pe care le au sau după tipurile de schimburi care au loc. Putem clasifica sistemele în două grupe ca sisteme deschise și închise. Uneori, materia și energia pot trece prin granițele sistemului. Energia schimbată poate lua mai multe forme, cum ar fi energia luminoasă, energia termică, energia sonoră etc. Dacă energia unui sistem se modifică din cauza unei diferențe de temperatură, spunem că a existat un flux de căldură. Adiabatic și politropic sunt două procese termodinamice care se referă la transferul de căldură în sisteme.
Ce este adiabatic?
Schimbarea adiabatică este cea în care căldura nu este transferată în sau în afara sistemului. Această limitare a transferului de căldură are loc în principal în două moduri. Una este utilizarea unei limite izolate termic, astfel încât să nu poată intra sau să existe căldură. De exemplu, o reacție pe care o realizăm într-un balon Dewar este adiabatică. În al doilea rând, un proces adiabatic are loc atunci când un proces are loc foarte rapid; astfel, nu mai rămâne timp pentru a transfera căldură înăuntru și în afară.
În termodinamică, putem arăta modificări adiabatice ca dQ=0 unde Q este energia termică. În aceste cazuri, există o relație între presiune și temperatură. Prin urmare, sistemul se modifică din cauza presiunii în condiții adiabatice.
De exemplu, gândiți-vă ce se întâmplă în formarea norilor și a curenților convecționali la scară largă. La altitudini mai mari, presiunea atmosferică este mai mică. Când aerul se încălzește, tinde să crească. Deoarece presiunea aerului exterior este scăzută, pachetul de aer în creștere va încerca să se extindă. Când se extind, moleculele de aer funcționează, iar acest lucru le va modifica temperatura. De aceea temperatura scade atunci când crește.
Figura 01: Formarea norilor este un exemplu de proces adiabatic
Conform termodinamicii, energia din parcela de aer rămâne constantă, dar poate fi transformată în diferite forme de energie (pentru a face munca de expansiune sau poate pentru a-și menține temperatura). Cu toate acestea, nu există schimb de căldură cu exteriorul. Putem aplica același fenomen și compresiei aerului (de ex.de ex., un piston). În această situație, atunci când pachetul de aer se comprimă, temperatura crește. Aceste procese se numesc încălzire și răcire adiabatică.
Ce este politropic?
Procesul politropic are loc cu un transfer de căldură. Cu toate acestea, transferul de căldură are loc reversibil în acest proces.
Figura 02: Suflarea unui balon în soarele fierbinte este un exemplu de proces politropic
Când un gaz suferă acest tip de transfer de căldură, următoarea ecuație este adevărată pentru un proces politropic.
PVn=constant
Unde P este presiunea, V este volumul și n este o constantă. Prin urmare, pentru a menține PV constantă în procesul de expansiune/compresie a gazului politropic, are loc schimbul de căldură și de lucru între sistem și împrejurimi. Prin urmare, politropicul este un proces non-adiabatic.
Care este diferența dintre adiabatic și politropic?
Schimbarea adiabatică este aceea în care căldura nu este transferată în sau în afara sistemului în timp ce procesul politropic are loc cu un transfer de căldură. Prin urmare, diferența cheie dintre procesele adiabatice și politropice este că în procesele adiabatice nu are loc niciun transfer de căldură, în timp ce în procesele politropice are loc transferul de căldură. Mai mult, ecuația dQ=0 este adevărată pentru procesul adiabatic, în timp ce ecuația PVn=constant este adevărată pentru procesul politropic.
Rezumat – Adiabatic vs Politropic
Procesul adiabatic și politropic sunt două procese termodinamice importante. Diferența cheie dintre procesele adiabatice și politropice este că în procesele adiabatice nu are loc transfer de căldură, în timp ce în procesele politropice are loc transferul de căldură.
