Forskjellen mellom adiabatisk og polytropisk

De nøkkelforskjell mellom adiabatiske og polytropiske prosesser er det i adiabatiske prosesser skjer ingen varmeoverføring, mens det i polytropiske prosesser oppstår varmeoverføring.

I kjemi deler vi universet i to deler. Den delen vi skal studere er "et system", og resten er "de omkringliggende". Et system kan være en organisme, et reaksjonsbeholder eller til og med en enkelt celle. Vi kan skille systemer fra hverandre av hva slags interaksjoner de har eller ved hvilke typer utvekslinger som foregår. Vi kan klassifisere systemer i to grupper som åpne og lukkede systemer. Noen ganger kan saker og energi gå gjennom systemgrensene. Den utvekslede energien kan ta flere former som lysenergi, varmeenergi, lydenergi etc. Hvis energien til et system endres på grunn av en temperaturforskjell, sier vi at det har vært en strømning av varme. Adiabatisk og polytropisk er to termodynamiske prosesser som relaterer seg til varmeoverføring i systemer.

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er adiabatisk
3. Hva er polytropisk
4. Side ved side sammenligning - Adiabatic vs Polytropic i Tabular Form
5. Sammendrag

Hva er adiabatisk?

Adiabatisk forandring er den der ingen varme overføres til eller ut av systemet. Denne varmeoverføringsbegrensningen skjer hovedsakelig på to måter. Den ene er ved å bruke en termisk isolert grense slik at ingen varme kan komme inn eller eksistere. For eksempel er en reaksjon som vi utfører i en Dewar-kolbe adiabatisk. For det andre skjer en adiabatisk prosess når en prosess foregår svært raskt; Dermed er det ingen tid igjen å overføre varme inn og ut.

I termodynamikk kan vi vise adiabatiske endringer som dQ = 0 hvor Q er varmeenergi. I disse tilfellene er det et forhold mellom trykk og temperatur. Derfor endres systemet på grunn av trykk i adiabatiske forhold.

For eksempel tenk hva som skjer i skyformasjon og store konveksjonelle strømmer. På høyere høyder er det lavere atmosfærisk trykk. Når luften varmer, har det en tendens til å gå opp. Fordi det ytre lufttrykket er lavt, vil den stigende luftpakken forsøke å utvide seg. Når du utvider, arbeider luftmolekylene, og dette vil endre temperaturen. Derfor reduseres temperaturen når den stiger.

Figur 01: Cloudformation er et eksempel på adiabatisk prosess

Ifølge termodynamikken forblir energien i luftpakken konstant, men den kan omdannes til forskjellige energiformer (for å gjøre ekspansjonsarbeidet eller kanskje for å opprettholde temperaturen). Det er imidlertid ingen varmeveksling med utsiden. Vi kan bruke samme fenomen til luftkompresjon også (for eksempel et stempel). I den situasjonen, når luftpakken komprimerer temperaturen øker. Disse prosessene kalles adiabatisk oppvarming og kjøling.

Hva er polytropisk?

Polytropisk prosess oppstår med en varmeoverføring. Varmeoverføringen skjer imidlertid reversibelt i denne prosessen.

Figur 02: Blåser en ballong i den varme solen er et eksempel på polytropisk prosess

Når en gass gjennomgår denne typen varmeoverføring, er følgende ligning sant for en polytropisk prosess.

PVn = konstant

Hvor P er trykket, er V volumet og n er en konstant. Derfor, for å holde PV konstant i den polytropiske gassutvidelses- / komprimeringsprosessen, skjer både varme- og arbeidsutveksling mellom systemet og omgivelsene. Derfor er polytropisk en ikke-adiabatisk prosess.

Hva er forskjellen mellom adiabatisk og polytropisk?

Adiabatisk forandring er den der ingen varme overføres til eller ut av systemet mens den polytropiske prosessen oppstår med en varmeoverføring. Derfor er hovedforskjellen mellom adiabatiske og polytrope prosesser at i adiabatiske prosesser oppstår ingen varmeoverføring, mens det i polytropiske prosesser oppstår varmeoverføring. Dessuten er ligningen dQ = 0 sant for den adiabatiske prosessen mens ligningen PVn = konstant er sant for den polytropiske prosessen.

Sammendrag - Adiabatisk vs Polytropisk

Adiabatisk og polytropisk prosess er to viktige termodynamiske prosesser. Hovedforskjellen mellom adiabatiske og polytrope prosesser er at i adiabatiske prosesser oppstår ingen varmeoverføring, mens det i polytropiske prosesser oppstår varmeoverføring.

Henvisning:

1. Libretexts. "3.6: Adiabatic prosesser for en ideell gass." Fysikk LibreTexts, Libretexts, 11. mars 2018. Tilgjengelig her  

Bilde Courtesy:

1. "2218028" av Webmoment (CC0) via pixabay
2. "1118775" av jim (CC0) via pexels