Adiabatico vs isotermico: differenza e confronto

Sebbene non sia un termine molto comune, la termodinamica è studiata da tutti nelle loro classi. I diversi processi che hanno a che fare con la conservazione dell'energia e l'energia per compiere lavoro ci sono diventati familiari.

Sebbene non ci rendiamo conto della loro importanza nella vita reale, aiutano in molti tipi di studi.

 Tali due processi termodinamici sono Adiabatico e isoterme, che hanno proprietà molto diverse tra loro.

Punti chiave

1. I processi adiabatici non comportano scambi di calore con l'ambiente circostante, con conseguenti variazioni di temperatura.
2. I processi isotermici avvengono a temperatura costante, richiedendo uno scambio di calore con l'ambiente per mantenere l'equilibrio.
3. I processi adiabatici sono associati a una rapida espansione o compressione, mentre i processi isotermici sono comuni nei sistemi più lenti e controllati.

Adiabatico vs Isotermo

Un processo adiabatico è un processo termodinamico che avviene senza alcun trasferimento di calore tra il sistema e l'ambiente circostante. Un processo isotermico è un processo termodinamico che si verifica a una temperatura costante, con il trasferimento di calore da o verso il sistema per mantenere questa temperatura.

Processo termodinamico, noto anche come processo isocalorico, il processo adiabatico non lascia penetrare il calore nel sistema. Ciò comporta l'abbassamento della pressione e la variazione della temperatura dovuta alle variazioni del sistema.

Il gas tende anche a raffreddarsi durante l'espansione. È opposto a quello dei processi isotermici.

Un processo termodinamico in cui la temperatura rimane costante e prende il posto del trasferimento di calore è noto come processo isotermico. Mentre la pressione è maggiore rispetto al volume, la velocità di trasformazione è molto lenta in questo tipo di processi.

Per il mantenimento della temperatura, il calore viene rilasciato o aggiunto dall'ambiente circostante.

Tavola di comparazione

Parametri di confronto	Adiabatico	isotermo
Definizione	Un processo termodinamico avviene tra un sistema e l'ambiente circostante, con trasferimento di calore pari a zero.	Un processo termodinamico in cui la temperatura rimane costante.
Temperatura	A causa delle variazioni nel processo, la temperatura cambia.	La temperatura rimane costante durante tutto il processo.
Il trasferimento di calore	Non c'è trasferimento di calore in un tale processo.	C'è il trasferimento di calore in tali processi.
Natura	In tali processi, le trasformazioni avvengono a un ritmo elevato.	In tali processi, le trasformazioni avvengono a un ritmo lento.
Pressione	Rispetto al volume, la pressione è inferiore.	Rispetto al volume, la pressione è maggiore.

Che cos'è l'adiabatico?

In relazione alla prima legge della termodinamica, i processi adiabatici non hanno trasferimento di calore netto e nessuna variazione finale di calore. In questo processo la temperatura varia, la pressione è bassa rispetto al volume e si riformano in modo che l'energia termica rimanga costante.

Visto più chiaramente nei gas, il processo adiabatico è associato alla legge di conservazione dell'energia che dice che l'energia non viene né creata né distrutta. Quindi, con questo, dice, l'energia termica presente nel sistema farà il lavoro o farà fluttuare l'energia interna del sistema o qualche fusione di entrambi.

Il calore non può scomparire.

L'equazione del processo adiabatico:

PVγ = costante

P è la pressione del sistema, V è il volume del sistema e γ è l'indice adiabatico, definito come il rapporto tra capacità termica a pressione costante Cp alla capacità termica a volume costante Cv.

Alcuni esempi di processi adiabatici sono: 

• Quando mettiamo il ghiaccio nella ghiacciaia, il calore non esce né entra.
• Dispositivi come ugelli, compressori e turbine vengono applicati con efficienza adiabatica.
• Il pendolo che oscilla su un piano verticale è uno di questi popolari esempi di processo adiabatico.

Cos'è l'isoterma?

Un processo termodinamico in cui la temperatura del sistema non cambia e rimane costante anche se il volume e la pressione variano. Ha una velocità di trasformazione lenta e il calore può essere modificato per mantenere la temperatura costante all'interno del sistema.

Questo processo funge da base per il funzionamento di centrali elettriche, motori termici e molte di queste macchine dei tempi moderni. A parte questo, la sua importanza risiede in molti campi, come la scienza spaziale, la geologia, la biologia, la scienza planetaria, ecc.

Alcuni esempi di processi isotermici sono:

• Un esempio che usiamo nella vita quotidiana è un frigorifero che funziona in modo isotermico, mantenendo costante la sua temperatura interna invece di vari cambiamenti che si verificano attorno ad esso.
• Alcuni altri esempi sono i motori Carrot, le pompe di calore, ecc., che funzionano in modo isotermico.

Principali differenze tra adiabatico e isotermico

1. Nel processo adiabatico non avviene alcun trasferimento di calore, mentre nel processo isotermico avviene un cambiamento in caso di trasferimento di calore.
2. Nel processo adiabatico, la temperatura non rimane costante e cambia, mentre è l'opposto in isotermo e la temperatura rimane costante.
3. In un processo adiabatico, non si tratta di aggiungere o rilasciare calore per mantenere la temperatura, mentre, in un processo isotermico, il calore può essere aggiunto o rilasciato per mantenere una temperatura costante.
4. Nel processo adiabatico la velocità di trasformazione è veloce, mentre nel processo isotermo la velocità di trasformazione è lenta.
5. Nel processo adiabatico la pressione è minore del volume, mentre nel processo isotermo la pressione è maggiore del volume.
6. In un processo adiabatico, l'energia interna del sistema cambia, mentre non cambia nel processo isotermo.
7. Nel processo adiabatico possono essere utilizzati sia sistemi aperti che chiusi poiché il sistema non è isolato termicamente. Nel processo isotermico, il sistema è isolato termicamente, quindi richiede un sistema chiuso.

Riferimenti

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

Ultimo aggiornamento: 11 giugno 2023