Den viktigaste skillnaden mellan adiabatisk och isotermisk är att adiabatisk betyder att det inte finns någon värmeväxling mellan systemet och omgivningen medan isotermisk betyder att det inte finns någon temperaturförändring.
För kemins syfte är universum uppdelat i två delar. Den del vi är intresserade av kallas ett system, och resten kallas det omgivande. Ett system kan vara en organism, ett reaktionskärl eller till och med en enda cell. Systemen kännetecknas av den typ av interaktioner de har eller genom de typer av utbyten som äger rum.
System kan delas in i två som öppna system och slutna system. Ibland kan frågor och energi utbytas genom systemgränserna. Den utbytta energin kan ha flera former såsom ljusenergi, värmeenergi, ljudenergi, etc. Om energin i ett system förändras på grund av en temperaturskillnad säger vi att det har skett ett värmeflöde. Adiabatisk och polytropisk är två termodynamiska processer som är relaterade till värmeöverföring i system.
Vad är Adiabatic?
Adiabatisk förändring är en förändring där ingen värme överförs till eller ut ur systemet. Värmeöverföringen kan huvudsakligen stoppas på två sätt. En är genom att använda en värmeisolerad gräns så att ingen värme kan komma in eller ut. Till exempel är en reaktion utförd i en Dewar-kolv adiabatisk. Den andra typen av adiabatisk process inträffar när en process sker mycket snabbt; så det finns ingen tid kvar att överföra värme in och ut.
I termodynamik visas adiabatiska förändringar med dQ=0. I dessa fall finns det ett samband mellan tryck och temperatur. Därför genomgår systemet förändringar på grund av tryck under adiabatiska förhållanden. Detta är vad som händer i molnbildning och storskaliga konvektionsströmmar. På högre höjder är det lägre atmosfärstryck. När luften värms upp tenderar den att gå upp. Eftersom lufttrycket utanför är lågt kommer det stigande luftpaketet att försöka expandera. När de expanderar fungerar luftmolekylerna, och detta kommer att påverka deras temperatur. Det är därför temperaturen sjunker när den stiger.
Figur 01: Adiabatisk process
Enl termodynamik förblir energin i paketet konstant, men den kan omvandlas för att göra expansionsarbetet eller kanske för att behålla sin temperatur. Det sker ingen värmeväxling med utsidan. Samma fenomen kan också tillämpas på luftkompression (t.t.ex.: en kolv). I den situationen, när luftpaketet komprimerar ökar temperaturen. Dessa processer kallas adiabatisk uppvärmning och kylning.
Vad är isotermisk
Isotermisk förändring är den där systemet förblir vid en konstant temperatur. Därför är dT=0. En process kan vara isoterm, om den sker mycket långsamt och om processen är reversibel. Så att förändringen sker mycket långsamt, det finns tillräckligt med tid för att justera temperaturvariationerna. Dessutom, om ett system kan fungera som en kylfläns, där det kan hålla en konstant temperatur efter att ha absorberat värme, är det ett isotermiskt system.
Figur 2: Isotermisk förändring
För ett ideal under isotermiska förhållanden kan trycket ges från följande ekvation.
P=nRT /V
Sedan arbetet kan W=PdV följande ekvation härledas.
W=nRT ln (Vf/Vi)
Därför sker expansions- eller kompressionsarbetet vid konstant temperatur samtidigt som systemvolymen ändras. Eftersom det inte sker någon intern energiförändring i en isotermisk process (dU=0) används all tillförd värme för att utföra arbete. Detta är vad som händer i en värmemotor.
Vad är skillnaden mellan adiabatisk och isotermisk?
Adiabatisk betyder att det inte finns någon värmeväxling mellan systemet och omgivningen, därför kommer temperaturen att öka om det är en kompression, eller temperaturen kommer att minska i expansion. Däremot betyder isotermisk att det inte finns någon temperaturförändring; alltså är temperaturen i ett system konstant. Detta förvärvas genom att ändra värmen. I adiabatisk dQ=0, men dT≠0. Men i isotermiska förändringar dT=0 och dQ ≠0. Så detta är nyckelskillnaden mellan adiabatisk och isotermisk. Dessutom sker de adiabatiska förändringarna snabbt, medan de isotermiska förändringarna sker mycket långsamt.
Nedan infografik sammanfattar skillnaderna mellan adiabatisk och isotermisk.
Sammanfattning – Adiabatisk vs isotermisk
Den viktigaste skillnaden mellan adiabatisk och isotermisk är att adiabatisk betyder att det inte finns någon värmeväxling mellan systemet och omgivningen medan isotermisk betyder att det inte finns någon temperaturförändring.
Bild med tillstånd:
1. "Adiabatic" (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Isoterm process" Av Netheril96 - Eget arbete (CC0) via Commons Wikimedia
