Adiabatinis ir izoterminis
Chemijos tikslais visata yra padalinta į dvi dalis. Mus dominanti dalis vadinama sistema, o likusi dalis - aplinkine. Sistema gali būti organizmas, reakcijos indas ar net viena ląstelė. Sistemos išskiriamos pagal jų tarpusavio sąveiką arba mainų tipus. Sistemas galima suskirstyti į dvi atviras ir uždaras sistemas. Kartais reikalai ir energija gali būti keičiami per sistemos ribas. Keitiama energija gali būti kelių formų, tokių kaip šviesos energija, šilumos energija, garso energija ir kt. Jei sistemos energija pasikeičia dėl temperatūros skirtumo, sakome, kad buvo šilumos srautas. Adiabatinis ir politropinis yra du termodinaminiai procesai, susiję su šilumos perdavimu sistemose.
Adiabatikas
Adiabatiniai pokyčiai yra tokie, kai šiluma neperduodama į sistemą ar iš jos. Šilumos perdavimą daugiausia galima sustabdyti dviem būdais. Vienas iš jų yra naudojant termiškai izoliuotą ribą, kad šiluma negalėtų patekti ar egzistuoti. Pavyzdžiui, reakcija, vykdoma Dewaro kolboje, yra adiabatinė. Kitas adiabatinio proceso tipas įvyksta, kai vyksta procesas, greitai skiriasi; taigi nebelieka laiko šilumai perduoti ir išleisti. Termodinamikoje adiabatiniai pokyčiai parodomi dQ = 0. Tokiais atvejais yra santykis tarp slėgio ir temperatūros. Todėl sistema patiria pokyčių dėl slėgio adiabatinėmis sąlygomis. Taip atsitinka susidarant debesims ir didelio masto konvekcinėms srovėms. Didesniame aukštyje yra mažesnis atmosferos slėgis. Kai oras kaitinamas, jis linkęs kilti. Kadangi lauko oro slėgis yra žemas, kylantis oro paketas bandys plėstis. Plėsdamiesi oro molekulės tikrai veikia, ir tai turės įtakos jų temperatūrai. Todėl kylant temperatūra sumažėja. Pagal termodinamiką siuntinio energija išlieka pastovi, tačiau ją galima paversti išsiplėtimo darbu, o gal palaikyti jo temperatūrą. Šilumos mainai su išorine dalimi nevyksta. Tie patys reiškiniai gali būti taikomi ir oro suspaudimui (pvz.: stūmoklis). Esant tokiai situacijai, kai oro paketas suspaudžia temperatūros padidėjimą. Šie procesai vadinami adiabatiniu šildymu ir vėsinimu.siuntinyje esanti energija lieka pastovi, tačiau ją galima paversti išsiplėtimo darbu, o gal palaikyti jo temperatūrą. Šilumos mainai su išorine dalimi nevyksta. Tie patys reiškiniai gali būti taikomi ir oro suspaudimui (pvz.: stūmoklis). Esant tokiai situacijai, kai oro paketas suspaudžia temperatūros padidėjimą. Šie procesai vadinami adiabatiniu šildymu ir vėsinimu.siuntinyje esanti energija lieka pastovi, tačiau ją galima paversti išsiplėtimo darbu, o gal palaikyti jo temperatūrą. Šilumos mainai su išorine dalimi nevyksta. Tie patys reiškiniai gali būti taikomi ir oro suspaudimui (pvz.: stūmoklis). Esant tokiai situacijai, kai oro paketas suspaudžia temperatūros padidėjimą. Šie procesai vadinami adiabatiniu šildymu ir vėsinimu.
Izoterminis
Izoterminis pokytis yra tas, kuriame sistema išlieka pastovioje temperatūroje. Todėl dT = 0. Procesas gali būti izoterminis, jei jis vyksta labai lėtai ir jei procesas yra grįžtamasis. Taigi, pokyčiai vyksta labai lėtai, yra pakankamai laiko reguliuoti temperatūros svyravimus. Be to, jei sistema gali veikti kaip šilumos kriauklė, kur sugėrusi šilumą ji gali palaikyti pastovią temperatūrą, tai yra izoterminė sistema. Jei idealas yra izoterminėse sąlygose, slėgį galima pateikti iš šios lygties.
P = nRT / V
Nuo darbo galima gauti W = PdV pagal šią lygtį.
W = nRT ln (Vf / Vi)
Todėl esant pastoviai temperatūrai plėtimasis arba suspaudimas vyksta keičiant sistemos tūrį. Kadangi izoterminiame procese nėra vidinės energijos kaitos (dU = 0), visa tiekiama šiluma naudojama darbui atlikti. Taip nutinka šilumos variklyje.
Kuo skiriasi adiabatinis ir izoterminis?
• Adiabatinė priemonė reiškia, kad tarp sistemos ir aplinkos nėra šilumos mainų, todėl temperatūra padidės, jei tai bus suspaudimas, arba temperatūra sumažės išsiplėtus.
• Izoterminė priemonė, nėra temperatūros pokyčių; taigi temperatūra sistemoje yra pastovi. Tai įgyjama keičiant šilumą.
• Adiabatinėje sistemoje dQ = 0, bet dT ≠ 0. Tačiau esant izoterminiams pokyčiams dT = 0 ir dQ ≠ 0.
• Adiabatiniai pokyčiai vyksta greitai, o izoterminiai pokyčiai vyksta labai lėtai.
