Adiabatisch versus isotherm: verschil en vergelijking

Hoewel het geen veel voorkomende term is, wordt thermodynamica door iedereen in hun lessen bestudeerd. De verschillende processen die te maken hebben met energiebesparing en de energie om arbeid te verrichten worden ons bekend gemaakt.

Hoewel we ons niet realiseren hoe belangrijk ze in het echte leven zijn, helpen ze bij veel soorten studies.

 Zulke twee thermodynamische processen zijn Adiabatisch en Isotherm, die zeer verschillende eigenschappen van elkaar hebben.

Key Takeaways

1. Bij adiabatische processen vindt geen warmte-uitwisseling met de omgeving plaats, wat resulteert in temperatuurveranderingen.
2. Isotherme processen vinden plaats bij een constante temperatuur, waarbij warmte-uitwisseling met de omgeving nodig is om het evenwicht te behouden.
3. Adiabatische processen worden geassocieerd met snelle expansie of compressie, terwijl isotherme processen gebruikelijk zijn in langzamere, gecontroleerde systemen.

Adiabatisch versus isotherm

Een adiabatisch proces is een thermodynamisch proces dat plaatsvindt zonder enige overdracht van warmte tussen het systeem en zijn omgeving. Een isotherm proces is een thermodynamisch proces dat plaatsvindt bij een constante temperatuur, waarbij warmte wordt overgedragen van of naar het systeem om deze temperatuur te handhaven.

Een thermodynamisch proces, ook bekend als een isocalorisch proces, het adiabatische proces laat de warmte niet in het systeem doordringen. Dit leidt tot verlaging van de druk en variatie in de temperatuur als gevolg van variaties in het systeem.

Het gas heeft ook de neiging af te koelen wanneer het uitzet. Het is tegengesteld aan dat van isotherme processen.

Een thermodynamisch proces waarbij de temperatuur constant blijft en er warmteoverdracht plaatsvindt, staat bekend als het isotherme proces. Hoewel de druk meer in de vergelijking van het volume zit, is de transformatiesnelheid erg traag bij dit soort processen.

Voor het op peil houden van de temperatuur wordt warmte uit de omgeving afgegeven of toegevoegd.

Vergelijkingstabel

Parameters van vergelijking:	Adiabatisch	Isothermisch
Definitie	Er vindt een thermodynamisch proces plaats tussen een systeem en zijn omgeving, zonder warmteoverdracht.	Een thermodynamisch proces waarbij de temperatuur constant blijft.
Temperatuur zone(s)	Door variaties in het proces verandert de temperatuur.	De temperatuur blijft tijdens het hele proces constant.
Warmteoverdracht	Bij een dergelijk proces vindt geen warmteoverdracht plaats.	Bij dergelijke processen vindt warmteoverdracht plaats.
NATUUR	In dergelijke processen vinden de transformaties snel plaats.	In dergelijke processen vinden de transformaties langzaam plaats.
Druk	In vergelijking met het volume is de druk lager.	In vergelijking met het volume is de druk hoger.

Wat is adiabatisch?

Gecorreleerd met de eerste wet van de thermodynamica, hebben adiabatische processen geen netto warmteoverdracht en geen uiteindelijke verandering in warmte. In dit proces varieert de temperatuur, is de druk laag in vergelijking met het volume en hervormen ze zodat de warmte-energie constant blijft.

Het duidelijkst te zien in gassen, het adiabatische proces wordt geassocieerd met de wet van behoud van energie die zegt dat energie niet wordt gecreëerd of vernietigd. Dus hierdoor, zegt het, zal de warmte-energie die in het systeem aanwezig is ofwel het werk doen of de interne energie van het systeem fluctueren of iets dergelijks. fusie van beide.

De warmte kan niet verdwijnen.

De adiabatische procesvergelijking:

PVγ = constant

P is de systeemdruk, V is het systeemvolume en γ is de adiabatische index, gedefinieerd als de verhouding van warmte capaciteit bij constante druk Cp naar warmtecapaciteit bij constant volume Cv.

Enkele voorbeelden van adiabatische processen zijn: 

• Als we ijs in de koelbox doen, gaat de warmte er niet uit en komt er ook niet in.
• Apparaten zoals straalbuizen, compressoren en turbines worden toegepast met adiabatische efficiëntie.
• De slinger die in een verticaal vlak oscilleert, is zo'n populair voorbeeld van een adiabatisch proces.

Wat is isotherm?

Een thermodynamisch proces waarbij de temperatuur van het systeem niet verandert en constant blijft, zelfs als het volume en de druk variëren. Het heeft een lage transformatiesnelheid en de warmte kan worden gewijzigd om de constante temperatuur in het systeem te behouden.

Dit proces dient als basis voor werkende elektrische centrales, warmtemotoren en veel van dergelijke moderne machines. Afgezien daarvan ligt het belang ervan op veel gebieden, zoals ruimtewetenschap, geologie, biologie, planetaire wetenschap, enz.

Enkele voorbeelden van isotherme processen zijn:

• Een voorbeeld dat we in het dagelijks leven gebruiken, is een koelkast die isotherm werkt en de interne temperatuur constant houdt in plaats van dat er allerlei veranderingen omheen plaatsvinden.
• Enkele andere voorbeelden zijn Wortelmotoren, warmtepompen etc. die isotherm werken.

Belangrijkste verschillen tussen adiabatisch en isotherm

1. Bij het adiabatische proces vindt geen overdracht van warmte plaats, terwijl bij het isotherme proces wel een verandering plaatsvindt bij warmteoverdracht.
2. In het adiabatische proces blijft de temperatuur niet constant en verandert, terwijl het het tegenovergestelde is in isotherm en de temperatuur constant blijft.
3. Bij een adiabatisch proces is er geen sprake van het toevoegen of afgeven van warmte om de temperatuur te behouden, terwijl bij een isotherm proces de warmte kan worden toegevoegd of afgegeven om de temperatuur constant te houden.
4. In het adiabatische proces is de transformatiesnelheid snel, terwijl in het isotherme proces de transformatiesnelheid laag is.
5. In het adiabatische proces is de druk lager dan het volume, terwijl in het isotherme proces de druk hoger is dan het volume.
6. In een adiabatisch proces verandert de interne energie van het systeem, terwijl het niet verandert in het isotherme proces.
7. In het adiabatische proces kunnen zowel open als gesloten systemen worden gebruikt, aangezien het systeem niet thermisch geïsoleerd is. Bij het isotherme proces is het systeem thermisch geïsoleerd, waardoor een gesloten systeem nodig is.

Referenties

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

Laatst bijgewerkt: 11 juni 2023