Diferența dintre Adiabatic și Polytropic

diferența cheie între procesele adiabatice și politropice este asta în procesele adiabatice nu are loc transferul 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 "împrejurimile". Un sistem poate fi un organism, un vas de reacție sau chiar o singură celulă. Putem distinge sistemele unele de altele prin tipul de interacțiuni pe care le au sau prin tipurile de schimburi care au loc. Putem clasifica sistemele în două grupe ca sisteme deschise și închise. Uneori problemele și energia pot trece prin limitele sistemului. Energia schimbată poate lua mai multe forme, cum ar fi energia luminii, energia termică, energia sunetului etc. Dacă energia unui sistem se schimbă din cauza unei diferențe de temperatură, spunem că a existat un flux de căldură. Adiabatic și polytropic sunt două procese termodinamice care se referă la transferul de căldură în sisteme.

CUPRINS

1. Prezentare generală și diferență cheie
2. Ce este Adiabatic
3. Ce este politropic
4. Comparație între ele - Adiabatic vs. Polytropic în formă tabulară
5. rezumat

Ce este Adiabatic?

Modificarea adiabatică este cea în care nu este transferată nici o căldură în sau din sistem. Această limitare a transferului de căldură are loc în principal în două moduri. Una este folosirea unei limite izolate termic astfel încât să nu intre 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 se întâmplă atunci când un proces are loc foarte rapid; astfel, nu există timp pentru a transfera și scoate căldura.

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 schimbă datorită presiunii în condiții adiabatice.

De exemplu, gândiți-vă ce se întâmplă în formarea norilor și pe curenții conveționali de mari dimensiuni. La altitudini mai mari, există o presiune atmosferică mai scăzută. Când se încălzește aerul, acesta tinde să se ridice. Deoarece presiunea aerului exterior este scăzută, parcela aerului în creștere va încerca să se extindă. Când se extinde, moleculele de aer nu funcționează și acest lucru le va modifica temperatura. De aceea, temperatura scade atunci când crește.

Figura 01: Formarea noriilor este un exemplu de proces adiabatic

Conform termodinamicii, energia din parcela aerului 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 la comprimarea aerului (de exemplu, un piston). În această situație, când parcela aerului comprimă creșterea temperaturii. 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 se întâmplă reversibil în acest proces.

Figura 02: Suflarea unui balon în soare fierbinte este un exemplu pentru procesul politropic

Atunci când un gaz este supus acestui tip de transfer de căldură, următoarea ecuație este valabilă pentru un proces politropic.

PVn = constantă

Unde P este presiunea, V este volumul și n este o constantă. Prin urmare, pentru a menține PV constantă în procesul de expandare / comprimare a gazului politropic, are loc atât schimbul de căldură, cât și locul de muncă între sistem și împrejmuire. Prin urmare, politropic este un proces non-adiabatic.

Care este diferența dintre adiabatic și politropic?

Modificarea adiabatică este cea în care nu se transferă căldură în sau în afara sistemului, în timp ce procesul politropic are loc cu un transfer de căldură. Prin urmare, diferența principală dintre procesele adiabatice și politropice este că în procesele adiabatice nu se produce transferul de căldură, în timp ce în procesele politropice apare transferul de căldură. Mai mult decât atât, ecuația dQ = 0 este adevărată pentru procesul adiabatic în timp ce ecuația PVn = constantă este adevărată pentru procesul politropic.

Rezumat - Adiabatic vs Polytropic

Procesul adiabatic și politropic sunt două procese termodinamice importante. Diferența cheie între procesele adiabatice și politropice este că în procesele adiabatice nu se produce transferul de căldură, în timp ce în procesele politropice apare transferul de căldură.

Referinţă:

1. Libretele. "3.6: Procesele adiabatice pentru un gaz ideal". Libre Texte, Libretexts, 11 Mar. 2018. Disponibil aici  

Datorită fotografiei:

1. "2218028" de către Webmoment (CC0) prin pixabay
2. "1118775" de către jim (CC0) prin pexels