Adiabatic مقابل متساوي الحرارة

لغرض الكيمياء ، ينقسم الكون إلى قسمين. الجزء الذي يهمنا يسمى النظام ، والباقي يسمى المحيط. يمكن أن يكون النظام كائنًا حيًا أو وعاء تفاعل أو حتى خلية واحدة. تتميز الأنظمة بنوع التفاعلات التي لديهم أو حسب أنواع التبادلات التي تحدث. يمكن تصنيف الأنظمة إلى قسمين كنظم مفتوحة وأنظمة مغلقة. في بعض الأحيان ، يمكن تبادل المسائل والطاقة من خلال حدود النظام. يمكن أن تتخذ الطاقة المتبادلة أشكالًا متعددة مثل الطاقة الضوئية والطاقة الحرارية والطاقة الصوتية ، إلخ. إذا تغيرت طاقة النظام بسبب اختلاف درجات الحرارة ، فإننا نقول إنه كان هناك تدفق للحرارة. Adiabatic و polytropic هما عمليتان ديناميتان حراريتان مرتبطتان بنقل الحرارة في الأنظمة.

ثابت الحرارة

التغيير الأديابي هو التغيير الذي لا يتم فيه نقل الحرارة إلى النظام أو خارجه. يمكن إيقاف نقل الحرارة بشكل أساسي بطريقتين. الأول هو استخدام الحدود المعزولة حرارياً ، بحيث لا يمكن دخول الحرارة أو وجودها. على سبيل المثال ، يكون التفاعل الذي يتم في قارورة ديوار ثابتًا. يحدث النوع الآخر من العملية التبادلية عندما تحدث العملية بسرعة. وبالتالي ، لم يعد هناك وقت لنقل الحرارة داخل وخارج. في الديناميكا الحرارية ، تظهر التغيرات الأديابية بواسطة dQ = 0. في هذه الحالات ، هناك علاقة بين الضغط ودرجة الحرارة. لذلك ، يخضع النظام للتغيرات بسبب الضغط في الظروف الأدبية. هذا ما يحدث في تشكيل السحب وتيارات الحمل الحراري على نطاق واسع. في المناطق المرتفعة ، يكون هناك ضغط جوي منخفض. عندما يتم تسخين الهواء ، فإنه يميل إلى الصعود. لأن ضغط الهواء الخارجي منخفض ، فإن طرد الهواء المرتفع سيحاول التوسع. عند التمدد ، تعمل جزيئات الهواء ، وسيؤثر ذلك على درجة حرارتها. هذا هو السبب في انخفاض درجة الحرارة عند الارتفاع. وفقًا للديناميكا الحرارية ، تظل الطاقة في الطرد ثابتة ، لكن يمكن تحويلها للقيام بأعمال التمدد أو للحفاظ على درجة حرارتها. لا يوجد تبادل الحرارة مع الخارج. يمكن تطبيق هذه الظواهر نفسها على ضغط الهواء أيضًا (على سبيل المثال: مكبس). في هذه الحالة ، عندما يضغط طرد الهواء يزيد من درجة الحرارة. وتسمى هذه العمليات التدفئة والتبريد adiabatic.

متحاور

التغير الحراري هو الذي يظل فيه النظام في درجة حرارة ثابتة. لذلك ، dT = 0. يمكن أن تكون العملية متساوية الحرارة ، إذا حدثت ببطء شديد وإذا كانت العملية قابلة للعكس. لذلك ، يحدث التغيير ببطء شديد ، هناك ما يكفي من الوقت لضبط التغيرات في درجات الحرارة. علاوة على ذلك ، إذا كان النظام يمكن أن يتصرف مثل المشتت الحراري ، حيث يمكنه الحفاظ على درجة حرارة ثابتة بعد امتصاص الحرارة ، فهو نظام متساوي الحرارة. للحصول على المثل الأعلى في ظروف الحرارة ، يمكن إعطاء الضغط من المعادلة التالية.

P = nRT / V

منذ العمل ، يمكن استنتاج W = PdV بعد المعادلة.

W = nRT ln (Vf / Vi).

لذلك ، يحدث التمدد أو الضغط عند درجة حرارة ثابتة أثناء تغيير حجم النظام. نظرًا لعدم وجود تغيير داخلي للطاقة في عملية متساوية الحرارة (dU = 0) ، يتم استخدام جميع الحرارة الموردة للقيام بالعمل. هذا هو ما يحدث في المحرك الحراري.