Nyckelskillnaden mellan adiabatiska och isentropiska processer är att adiabatiska processer kan vara antingen reversibla eller irreversibla, medan en isentropisk process är en reversibel process.
I kemi delar vi universum i två delar. Den del vi är intresserade av är ett system, och resten är omgivningen. Ett system kan vara en organism, ett reaktionskärl eller till och med en enda cell. Vi kan särskilja systemen genom vilken typ av interaktion de har eller genom vilka typer av utbyten som äger rum. Ibland utbyter materia och energi 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. Vissa processer involverar dock temperaturvariationer men inget värmeflöde; dessa är kända som adiabatiska processer. En isentropisk process är en typ av adiabatisk process.
Vad är adiabatiska processer?
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 som sker i en Dewar-kolv adiabatisk. Den andra metoden en adiabatisk process kan äga rum är när en process sker mycket snabbt; så det finns ingen tid kvar att överföra värme in och ut.
Inom termodynamik visar vi de adiabatiska förändringarna med dQ=0. I dessa fall finns det ett samband mellan trycket och temperaturen. 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 minskar när den stiger.
Figur 01: Adiabatisk process i en graf
Enligt termodynamik förblir energin i paketet konstant, men den kan omvandlas för att utföra expansionsarbetet eller för att behålla sin temperatur. Det sker ingen värmeväxling med utsidan. Samma fenomen gäller även för luftkompression (t.ex. en kolv). I den situationen, när luftpaketet komprimeras, ökar temperaturen. Dessa processer kallas adiabatisk uppvärmning och kylning.
Vad är isentropiska processer?
Spontana processer ökar universums entropi. När detta händer kan antingen systementropin eller den omgivande entropin öka. En isentropisk process inträffar när systementropin förblir konstant.
Figur 02: En isentropisk process
En reversibel adiabatisk process är ett exempel på en isentropisk process. Dessutom är de konstanta parametrarna i en isentropisk process entropi, jämvikt och värmeenergi.
Vad är skillnaden mellan adiabatiska och isentropiska processer?
En adiabatisk process är en process där ingen värmeöverföring sker, medan en isentrop process är en idealiserad termodynamisk process som är både adiabatisk och reversibel. Därför är nyckelskillnaden mellan adiabatiska och isentropiska processer att adiabatiska processer kan vara antingen reversibla eller irreversibla medan isentropiska processer är reversibla. Dessutom sker en adiabatisk process utan någon värmeöverföring mellan systemet och omgivningen medan en isentropisk process sker utan irreversibilitet och inga värmeöverföringar.
Sammanfattning – adiabatiska vs isentropiska processer
En adiabatisk process är en process där ingen värmeöverföring sker. En isentropisk process är en idealiserad termodynamisk process som är både adiabatisk och reversibel. Därför är nyckelskillnaden mellan adiabatiska och isentropiska processer att adiabatiska processer kan vara antingen reversibla eller irreversibla, medan isentropiska processer är reversibla.
