Główna różnica – izentropowy vs adiabatyczny

Izentropowy i adiabatyczny to dwa terminy używane do nazwania dwóch konkretnych procesów chemicznych zachodzących w układach termodynamicznych. Procesy te wyjaśniono za pomocą termodynamiki. Termodynamika to dział nauk fizycznych, który zajmuje się relacjami między ciepłem a innymi formami energii. Proces izentropowy jest wyidealizowanym procesem termodynamicznym. Termin izentropowy odnosi się do posiadania stałej entropii. Dlatego proces izentropowy zachodzi bez zmiany entropii układu. Z drugiej strony proces adiabatyczny jest procesem termodynamicznym, w którym ciepło nie jest ani tracone, ani pozyskiwane przez układ termodynamiczny. Proces izentropowy jest rodzajem procesu adiabatycznego. Te dwa terminy odnoszą się również do układu, w którym zachodzą te procesy: układu izentropowego i układu adiabatycznego. Główną różnicą między izentropowym a adiabatycznym jest to, że izentropowy oznacza stałą entropię, podczas gdy adiabatyczny oznacza stałą energię cieplną.

Kluczowe obszary objęte

1. Co to jest Izentrop? – Definicja, wyjaśnienie za pomocą termodynamiki 2. Co to jest adiabatyczny? – Definicja, proces, system 3. Jakie są podobieństwa między izentropowym a adiabatycznym? – Zarys wspólnych cech 4. Jaka jest różnica między izentropowym a adiabatycznym? – Porównanie kluczowych różnic

Kluczowe terminy: adiabatyczny, energia, entropia, ciepło, izentropowy, system, termodynamika

Co to jest Izentrop?

Termin izentropowy jest używany do nazwania procesu termodynamicznego lub układu, w którym zachodzi proces izentropowy. Proces izentropowy to proces, w którym entropia układu pozostaje stała, bez nieodwracalności i wymiany ciepła. Oznacza to, że entropia układu termodynamicznego pozostaje taka sama na końcu procesu. Ten proces jest rodzajem procesu adiabatycznego. Można to wyjaśnić jako odwracalny proces adiabatyczny.

Proces izentropowy utrzymuje stałą entropię, równowagę i energię cieplną. Proces ten charakteryzuje się,

ΔS = 0 lub S₁ = S₂

ΔS to zmiana entropii i S₁, S₂ są początkową i końcową entropią układu. Niektóre przykłady teoretycznych systemów izentropowych to pompy, turbiny, sprężarki gazu itp.

Rysunek 1: Entropia jest stała dla systemów izentropowych

Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki,

dS = dQ/T

dS to zmiana entropii, dQ to zmiana energii cieplnej lub wymiany ciepła, a T to temperatura. Aby utrzymać stałą entropię, nie zachodzi przenoszenie ciepła pomiędzy układem a jego otoczeniem (ponieważ zgodnie z powyższym, zwiększenie energii zwiększa entropię), a praca wykonywana w układzie powinna przebiegać bez tarcia (tarcie w układzie wewnętrznym generuje entropia).

Co to jest adiabatyczny?

Adiabatyczny oznacza stałą energię cieplną i może być używany do nazwania procesu termodynamicznego lub układu, w którym zachodzi proces adiabatyczny. Proces adiabatyczny to proces termodynamiczny, który zachodzi bez przenoszenia ciepła między systemem a jego otoczeniem. Tutaj ani ciepło, ani materia nie są przenoszone do lub z systemu. Dlatego w procesie adiabatycznym jedynym sposobem przekazywania energii między systemem a jego otoczeniem jest praca.

Proces adiabatyczny można utrzymać, wykonując go szybko. Na przykład, jeśli szybko skompresujemy gaz w butli, nie ma wystarczająco dużo czasu, aby system przekazał energię cieplną do otoczenia. W procesach adiabatycznych praca wykonywana przez system zmienia energię wewnętrzną systemu.

Rysunek 2: Odwracalna adiabatyczna zmiana stanu

System adiabatyczny to system, który nie ma wymiany energii ani materii z otaczającym środowiskiem. Oznacza to, że system adiabatyczny nie traci ani nie pozyskuje energii. Wiadomo, że te systemy są adiabatycznie izolowanymi systemami. Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki,

∆U = Q – W

U to energia wewnętrzna systemu, Q to energia, która jest wymieniana między systemem a jego otoczeniem, W to praca wykonywana przez system na jego otoczeniu.

Dla układu adiabatycznego Q = 0.

Następnie,

∆U = – W

Jeśli weźmiemy pod uwagę układ, który składa się z mieszaniny gazów, która po rozprężeniu działa jak układ adiabatyczny, wartość W jest dodatnia, a energia wewnętrzna zmniejsza się. Ale jeśli system się kurczy, wartość W jest ujemna, a energia wewnętrzna wzrasta. Wskazuje to, że energia w procesie adiabatycznym jest przekazywana do otoczenia tylko jako praca. Niektóre układy z pewnymi reakcjami chemicznymi można w przybliżeniu uznać za układy adiabatyczne, ponieważ reakcje te zachodzą szybko, nie dając im wystarczająco dużo czasu na uwolnienie energii na zewnątrz lub pozyskanie energii z zewnątrz.

Podobieństwa między izentropowym a adiabatycznym

Różnica między izentropowym a adiabatycznym

Definicja

Izentropowy: Izentropowy oznacza stałą entropię.

Adiabatyczne: Adiabatyczny oznacza stałą energię cieplną.

Proces

Izentropowy: Proces izentropowy to proces, w którym entropia układu pozostaje stała bez nieodwracalności i wymiany ciepła.

Adiabatyczne: Proces adiabatyczny to proces termodynamiczny, który zachodzi bez przenoszenia ciepła między systemem a jego otoczeniem.

Entropia

Izentropowy: Entropia jest stała dla procesów lub układów izentropowych.

Adiabatyczne: Entropia nie jest stała dla procesów lub systemów adiabatycznych.

Stałe parametry

Izentropowy: W przypadku procesów lub układów izentropowych entropia, równowaga i energia cieplna są stałe.

Adiabatyczne: W przypadku procesów lub systemów adiabatycznych energia cieplna jest stała.

Odwracalność

Izentropowy: Procesy izentropowe są odwracalne.

Adiabatyczne: Procesy adiabatyczne są albo odwracalne, albo nieodwracalne.

Wniosek

Dwa terminy Izentropowy i Adiabatyczny są używane do nazywania procesów termodynamicznych lub systemów, w których te procesy zachodzą. Główna różnica między izentropowym a adiabatycznym polega na tym, że izentropowy oznacza stałą entropię, podczas gdy adiabatyczny oznacza stałą energię cieplną.

Bibliografia:

1. „Rodzaje procesu termodynamicznego”, Neutrium, dostępne tutaj.2. „Proces adiabatyczny”. Procesy adiabatyczne, dostępne tutaj.3. Termodynamika eBook: Proces Izentropowy Termodynamika eBook: Proces Izentropowy. Dostępny tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Isentropic” Autor: Tyler.neysmith - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia2. „Adjabatic-revisible-state-change” Autor: Andlaus - Praca własna (CC0) przez Commons Wikimedia