Adiabatický vs izotermický: Rozdíl a srovnání

Ačkoli to není příliš běžný termín, termodynamiku studuje každý ve svých třídách. Jsou nám známy různé procesy, které se zabývají úsporou energie a energií k práci.

I když si neuvědomujeme jejich význam v reálném životě, pomáhají v mnoha typech studií.

 Takové dva termodynamické procesy jsou Adiabatický a izotermické, které mají navzájem velmi odlišné vlastnosti.

Key Takeaways

1. Adiabatické procesy nezahrnují výměnu tepla s okolím, což má za následek změny teploty.
2. Izotermické procesy probíhají při konstantní teplotě a vyžadují výměnu tepla s okolím, aby byla zachována rovnováha.
3. Adiabatické procesy jsou spojeny s rychlou expanzí nebo kompresí, zatímco izotermické procesy jsou běžné v pomalejších, řízených systémech.

Adiabatické vs izotermické

Adiabatický děj je termodynamický děj, který probíhá bez jakéhokoli přenosu tepla mezi systémem a jeho okolím. Izotermický proces je termodynamický proces, který probíhá při konstantní teplotě, přičemž teplo je přenášeno do systému nebo ze systému k udržení této teploty.

Termodynamický proces, známý také jako izokalorický proces, adiabatický proces nedovoluje teplu proniknout do systému. To vede ke snížení tlaku a změnám teploty v důsledku změn v systému.

Plyn má také tendenci se při expanzi ochlazovat. Je opakem izotermických procesů.

Termodynamický proces, při kterém teplota zůstává konstantní a dochází k přenosu tepla, se nazývá izotermický proces. Zatímco tlak je spíše v porovnání objemu, rychlost přeměny je u takových typů procesů velmi pomalá.

Pro udržení teploty se teplo buď uvolňuje nebo přidává z okolí.

Srovnávací tabulka

Parametry srovnání	Adiabatický	Izotermický
Definice	Mezi systémem a jeho okolím probíhá termodynamický proces s nulovým přenosem tepla.	Termodynamický proces, při kterém teplota zůstává konstantní.
teplota	V důsledku změn v procesu se mění teplota.	Teplota zůstává během celého procesu konstantní.
Přenos tepla	V takovém procesu nedochází k přenosu tepla.	V takových procesech dochází k přenosu tepla.
Příroda	V takových procesech probíhají transformace rychlým tempem.	V takových procesech probíhají transformace pomalým tempem.
Tlak	V porovnání s objemem je tlak menší.	V porovnání s objemem je tlak větší.

Co je adiabatický?

Ve vztahu k prvnímu zákonu termodynamiky nemají adiabatické procesy žádný čistý přenos tepla a žádnou konečnou změnu tepla. Při tomto procesu se teplota mění, tlak je nízký ve srovnání s objemem a reformují se tak, že tepelná energie zůstává konstantní.

Adiabatický proces je nejzřetelněji patrný u plynů a je spojen se zákonem zachování energie, který říká, že energie není ani vytvořena, ani zničena. Říká se tedy, že tepelná energie přítomná v systému buď vykoná práci, nebo bude kolísat vnitřní energii systému nebo nějakou fúze oba.

Teplo nemůže zmizet.

Rovnice adiabatického procesu:

PVγ = konstanta

P je tlak systému, V je objem systému a γ je adiabatický index, definovaný jako poměr tepelná kapacita při konstantním tlaku Cp na tepelnou kapacitu při konstantním objemu Cv.

Některé příklady adiabatických procesů jsou: 

• Když do lednice vložíme led, teplo nevychází ani nevstupuje dovnitř.
• Zařízení jako trysky, kompresory a turbíny se používají s adiabatickou účinností.
• Kyvadlo oscilující ve vertikální rovině je jedním z takových populárních příkladů adiabatického procesu.

Co je izotermický?

Termodynamický proces, při kterém se teplota systému nemění a zůstává konstantní, i když se objem a tlak mění. Má pomalou rychlost transformace a teplo lze měnit, aby se uvnitř systému udržela konstantní teplota.

Tento proces slouží jako základ pro provoz elektráren, tepelných motorů a mnoha takových moderních strojů. Kromě toho jeho význam spočívá v mnoha oborech, jako je vesmírná věda, geologie, biologie, planetární věda atd.

Některé příklady izotermických procesů jsou:

• Jedním příkladem, který používáme v každodenním životě, je chladnička, která funguje izotermicky a udržuje si konstantní vnitřní teplotu namísto různých změn, které se kolem ní dějí.
• Některé další příklady jsou motory Carrot, tepelná čerpadla atd., které pracují izotermicky.

Hlavní rozdíly mezi adiabatickým a izotermickým

1. V adiabatickém procesu nedochází k žádnému přenosu tepla, zatímco v izotermickém procesu dochází ke změně v případě přenosu tepla.
2. V adiabatickém procesu nezůstává teplota konstantní a mění se, zatímco u izotermického je tomu naopak a teplota zůstává konstantní.
3. V adiabatickém procesu nepřichází v úvahu přidávání nebo uvolňování tepla pro udržení teploty, zatímco v izotermickém procesu lze teplo přidávat nebo uvolňovat, aby se udržela konstantní teplota.
4. V adiabatickém procesu je rychlost transformace rychlá, zatímco v izotermickém procesu je rychlost transformace pomalá.
5. V adiabatickém procesu je tlak menší než objem, zatímco v izotermickém procesu je tlak větší než objem.
6. V adiabatickém procesu se vnitřní energie systému mění, zatímco v izotermickém procesu se nemění.
7. V adiabatickém procesu mohou být použity otevřené i uzavřené systémy, protože systém není tepelně izolovaný. V izotermickém procesu je systém tepelně izolovaný, a proto vyžaduje uzavřený systém.

Reference

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301462209001343
2. https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/972649/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319907006544

Poslední aktualizace: 11. června 2023