Adiabatický vs. izotermální

Pro účely chemie je vesmír rozdělen do dvou částí. Část, o kterou se zajímáme, se nazývá systém a zbytek se nazývá okolí. Systémem může být organismus, reakční nádoba nebo dokonce jedna buňka. Systémy se liší podle druhu vzájemných interakcí nebo podle typu výměny. Systémy lze rozdělit na dva jako otevřené systémy a uzavřené systémy. Někdy je možné věci a energii vyměňovat přes hranice systému. Výměna energie může mít několik podob, jako je světelná energie, tepelná energie, zvuková energie atd. Pokud se energie systému změní kvůli teplotnímu rozdílu, říkáme, že došlo k toku tepla. Adiabatické a polytropické jsou dva termodynamické procesy, které souvisejí s přenosem tepla v systémech.

Adiabatické

Adiabatická změna je ta, ve které není teplo přenášeno do nebo ze systému. Přenos tepla lze zastavit hlavně dvěma způsoby. Jedním z nich je použití tepelně izolované hranice, takže žádné teplo nemůže vstoupit ani existovat. Například reakce prováděná v Dewarově baňce je adiabatická. K jinému typu adiabatického procesu dochází, když se proces odehrává velmi rychle; proto není čas na přenos tepla dovnitř a ven. V termodynamice jsou adiabatické změny znázorněny dQ = 0. V těchto případech existuje vztah mezi tlakem a teplotou. Systém proto podléhá změnám v důsledku tlaku v adiabatických podmínkách. To se děje ve formaci mraků a ve velkém měřítku proudů proudění. Ve vyšších nadmořských výškách je nižší atmosférický tlak. Když je vzduch zahříván, má tendenci stoupat. Protože je tlak vnějšího vzduchu nízký, bude se zvyšující se vzduchový balík snažit expandovat. Při expanzi molekuly vzduchu fungují a to bude mít vliv na jejich teplotu. Proto se teplota při stoupání snižuje. Podle termodynamiky zůstává energie v zásilce konstantní, ale může být přeměněna za účelem provádění expanzních prací nebo udržení její teploty. Vnější výměna tepla neexistuje. Stejné jevy lze aplikovat i na stlačování vzduchu (např .: píst). V této situaci, kdy vzduchový balíček stlačuje, se zvyšuje teplota. Tyto procesy se nazývají adiabatické vytápění a chlazení.

Izotermický

Izotermická změna je ta, ve které systém zůstává na konstantní teplotě. Proto dT = 0. Proces může být izotermický, pokud k němu dochází velmi pomalu a pokud je proces reverzibilní. K tomu, že ke změně dochází velmi pomalu, je dostatek času na úpravu teplotních změn. Navíc, pokud systém může fungovat jako chladič, kde může udržovat konstantní teplotu po absorpci tepla, jedná se o izotermický systém. Pro ideál má v izotermických podmínkách, tlak může být dán z následující rovnice.

P = nRT / V

Od práce lze odvodit W = PdV následující rovnici.

W = nRT ln (Vf / Vi).

Proto při konstantní teplotě dochází k expanzi nebo kompresi při změně objemu systému. Protože v izotermickém procesu nedochází ke změnám vnitřní energie (dU = 0), veškeré dodané teplo se používá k práci. To se děje v tepelném motoru.