Адиабатический и изотермический: разница и сравнение

Хотя это не очень распространенный термин, термодинамику изучают все в своих классах. Различные процессы, связанные с сохранением энергии и энергии для выполнения работы, стали нам знакомы.

Хотя мы не осознаем их важность в реальной жизни, они помогают во многих видах обучения.

 Два таких термодинамических процесса адиабатический и изотермические, которые имеют очень разные свойства друг от друга.

Основные выводы

1. Адиабатические процессы не связаны с теплообменом с окружающей средой, что приводит к изменению температуры.
2. Изотермические процессы происходят при постоянной температуре, требующей теплообмена с окружающей средой для поддержания равновесия.
3. Адиабатические процессы связаны с быстрым расширением или сжатием, тогда как изотермические процессы распространены в более медленных контролируемых системах.

Адиабатический против изотермического

Адиабатический процесс – это термодинамический процесс, протекающий без передачи тепла между системой и окружающей средой. Изотермический процесс — это термодинамический процесс, который происходит при постоянной температуре, при этом тепло передается системе или от нее для поддержания этой температуры.

Термодинамический процесс, также известный как изокалорический процесс, адиабатический процесс не позволяет теплу проникать в систему. Это приводит к снижению давления и изменению температуры из-за изменений в системе.

Газ также имеет тенденцию охлаждаться при расширении. Это противоположно изотермическим процессам.

Термодинамический процесс, при котором температура остается постоянной, а происходит передача тепла, известен как изотермический процесс. Хотя давление больше по сравнению с объемом, скорость трансформации в таких типах процессов очень низкая.

Для поддержания температуры тепло либо выделяется, либо добавляется из окружающей среды.

Сравнительная таблица

Параметры сравнения	адиабатический	изотермический
Определение	Между системой и ее окружением происходит термодинамический процесс с нулевой теплопередачей.	Термодинамический процесс, при котором температура остается постоянной.
Температура	Из-за вариаций процесса меняется температура.	Температура остается постоянной на протяжении всего процесса.
Теплоотдача	Теплопередачи в таком процессе нет.	В таких процессах происходит перенос тепла.
природа	В таких процессах преобразования происходят с высокой скоростью.	В таких процессах превращения происходят медленно.
Давление	По сравнению с объемом давление меньше.	По сравнению с объемом давление больше.

Что такое адиабатический?

В соответствии с первым законом термодинамики адиабатические процессы не имеют чистой теплопередачи и конечного изменения тепла. В этом процессе температура меняется, давление низкое по сравнению с объемом, и они преобразуются так, что тепловая энергия остается постоянной.

Наиболее отчетливо наблюдаемый в газах адиабатический процесс связан с законом сохранения энергии, согласно которому энергия не создается и не уничтожается. Таким образом, говорится в нем, тепловая энергия, присутствующая в системе, либо будет выполнять работу, либо будет колебать внутреннюю энергию системы, либо какую-то другую. слияние обоих.

Тепло не может исчезнуть.

Уравнение адиабатического процесса:

PVγ = постоянная

P — давление в системе, V — объем системы, γ — показатель адиабаты, определяемый как отношение теплоемкость при постоянном давлении Cp к теплоемкости при постоянном объеме Cv.

Некоторые примеры адиабатических процессов: 

• Когда мы кладем лед в холодильник, тепло не уходит и не поступает.
• Такие устройства, как сопла, компрессоры и турбины, применяются с адиабатической эффективностью.
• Маятник, колеблющийся в вертикальной плоскости, является одним из таких популярных примеров адиабатического процесса.

Что такое изотермический?

Термодинамический процесс, при котором температура системы не меняется и остается постоянной даже при изменении объема и давления. Он имеет медленную скорость трансформации, и тепло может быть изменено для поддержания постоянной температуры внутри системы.

Этот процесс служит основой для работы электростанций, тепловых двигателей и многих других современных машин. Помимо этого, его важность заключается во многих областях, таких как космическая наука, геология, биология, планетология и т. д.

Некоторые примеры изотермических процессов:

• Одним из примеров, который мы используем в повседневной жизни, является холодильник, который работает изотермически, поддерживая постоянную внутреннюю температуру, а не различные изменения, происходящие вокруг него.
• Некоторыми другими примерами являются двигатели Моркови, тепловые насосы и т. Д., Которые работают изотермически.

Основные различия между адиабатическим и изотермическим

1. В адиабатическом процессе не происходит переноса тепла, тогда как в изотермическом процессе происходит изменение теплопередачи.
2. В адиабатическом процессе температура не остается постоянной и изменяется, тогда как в изотермическом, наоборот, температура остается постоянной.
3. В адиабатическом процессе не возникает вопроса о добавлении или выделении тепла для поддержания температуры, тогда как в изотермическом процессе тепло может добавляться или выделяться для поддержания постоянной температуры.
4. В адиабатическом процессе скорость превращения высокая, тогда как в изотермическом процессе скорость превращения медленная.
5. В адиабатическом процессе давление меньше объема, а в изотермическом процессе давление больше объема.
6. В адиабатическом процессе внутренняя энергия системы изменяется, тогда как в изотермическом процессе она не меняется.
7. В адиабатическом процессе могут использоваться как открытые, так и закрытые системы, поскольку система не является термически изолированной. В изотермическом процессе система термически изолирована, поэтому требуется закрытая система.

Рекомендации

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

Последнее обновление: 11 июня 2023 г.