Η βασική διαφορά μεταξύ αδιαβατικών και ισεντροπικών διεργασιών είναι ότι οι αδιαβατικές διεργασίες μπορεί να είναι είτε αναστρέψιμες είτε μη αναστρέψιμες, ενώ μια ισεντροπική διαδικασία είναι μια αναστρέψιμη διαδικασία.
Στη χημεία, χωρίζουμε το σύμπαν σε δύο μέρη. Το μέρος που μας ενδιαφέρει είναι ένα σύστημα και το υπόλοιπο είναι το περιβάλλον. Ένα σύστημα μπορεί να είναι ένας οργανισμός, ένα δοχείο αντίδρασης ή ακόμα και ένα μεμονωμένο κύτταρο. Μπορούμε να διακρίνουμε τα συστήματα από το είδος των αλληλεπιδράσεων που έχουν ή από τα είδη των ανταλλαγών που πραγματοποιούνται. Μερικές φορές, η ύλη και η ενέργεια ανταλλάσσονται μέσω των ορίων του συστήματος. Η ενέργεια που ανταλλάσσεται μπορεί να λάβει διάφορες μορφές όπως φωτεινή ενέργεια, θερμική ενέργεια, ηχητική ενέργεια κ.λπ. Εάν η ενέργεια ενός συστήματος αλλάζει λόγω διαφοράς θερμοκρασίας, λέμε ότι υπήρξε ροή θερμότητας. Ωστόσο, ορισμένες διεργασίες περιλαμβάνουν διακυμάνσεις θερμοκρασίας αλλά όχι ροή θερμότητας. Αυτές είναι γνωστές ως αδιαβατικές διεργασίες. Μια ισεντροπική διεργασία είναι ένας τύπος αδιαβατικής διεργασίας.
Τι είναι οι αδιαβατικές διεργασίες;
Αδιαβατική αλλαγή είναι μια αλλαγή κατά την οποία δεν μεταφέρεται θερμότητα μέσα ή έξω από το σύστημα. Η μεταφορά θερμότητας μπορεί να σταματήσει κυρίως με δύο τρόπους. Το ένα είναι χρησιμοποιώντας ένα θερμικά μονωμένο όριο έτσι ώστε να μην μπορεί να εισέλθει ή να εξέλθει θερμότητα. Για παράδειγμα, μια αντίδραση που συμβαίνει σε μια φιάλη Dewar είναι αδιαβατική. Η άλλη μέθοδος που μπορεί να λάβει χώρα μια αδιαβατική διαδικασία είναι όταν μια διεργασία λαμβάνει χώρα πολύ γρήγορα. Έτσι, δεν υπάρχει χρόνος για τη μεταφορά θερμότητας μέσα και έξω.
Στη θερμοδυναμική, δείχνουμε τις αδιαβατικές μεταβολές κατά dQ=0. Σε αυτές τις περιπτώσεις, υπάρχει μια σχέση μεταξύ της πίεσης και της θερμοκρασίας. Επομένως, το σύστημα υφίσταται αλλαγές λόγω πίεσης σε αδιαβατικές συνθήκες. Αυτό συμβαίνει στο σχηματισμό νεφών και σε ρεύματα μεταφοράς μεγάλης κλίμακας. Σε μεγαλύτερα υψόμετρα, υπάρχει χαμηλότερη ατμοσφαιρική πίεση. Όταν ο αέρας θερμαίνεται, τείνει να ανεβαίνει. Επειδή η πίεση του εξωτερικού αέρα είναι χαμηλή, το ανερχόμενο δέμα αέρα θα προσπαθήσει να επεκταθεί. Όταν διαστέλλονται, τα μόρια του αέρα λειτουργούν και αυτό θα επηρεάσει τη θερμοκρασία τους. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η θερμοκρασία μειώνεται όταν ανεβαίνει.
Εικόνα 01: Αδιαβατική διαδικασία σε ένα γράφημα
Σύμφωνα με τη θερμοδυναμική, η ενέργεια στο δέμα παραμένει σταθερή, αλλά μπορεί να μετατραπεί για να κάνει το έργο διαστολής ή να διατηρήσει τη θερμοκρασία του. Δεν υπάρχει ανταλλαγή θερμότητας με το εξωτερικό. Αυτό το ίδιο φαινόμενο ισχύει και για τη συμπίεση αέρα (π.χ. ένα έμβολο). Σε αυτήν την περίπτωση, όταν το δέμα αέρα συμπιέζεται, η θερμοκρασία αυξάνεται. Αυτές οι διαδικασίες ονομάζονται αδιαβατική θέρμανση και ψύξη.
Τι είναι οι Ισεντροπικές Διεργασίες;
Αυθόρμητες διεργασίες αυξάνουν την εντροπία του σύμπαντος. Όταν συμβεί αυτό, μπορεί να αυξηθεί είτε η εντροπία του συστήματος είτε η περιβάλλουσα εντροπία. Μια ισεντροπική διεργασία συμβαίνει όταν η εντροπία του συστήματος παραμένει σταθερή.
Εικόνα 02: Μια Ισεντροπική Διαδικασία
Μια αναστρέψιμη αδιαβατική διεργασία είναι ένα παράδειγμα ισεντροπικής διεργασίας. Επιπλέον, οι σταθερές παράμετροι σε μια ισεντροπική διεργασία είναι η εντροπία, η ισορροπία και η θερμική ενέργεια.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αδιαβατικών και ισοτροπικών διεργασιών;
Μια αδιαβατική διεργασία είναι μια διαδικασία στην οποία δεν λαμβάνει χώρα μεταφορά θερμότητας, ενώ μια ισεντροπική διαδικασία είναι μια εξιδανικευμένη θερμοδυναμική διαδικασία που είναι ταυτόχρονα αδιαβατική και αναστρέψιμη. Ως εκ τούτου, η βασική διαφορά μεταξύ αδιαβατικών και ισεντροπικών διεργασιών είναι ότι οι αδιαβατικές διεργασίες μπορούν να είναι είτε αναστρέψιμες είτε μη αναστρέψιμες ενώ οι ισεντροπικές διεργασίες είναι αναστρέψιμες. Επιπλέον, μια αδιαβατική διεργασία λαμβάνει χώρα χωρίς καμία μεταφορά θερμότητας μεταξύ του συστήματος και του περιβάλλοντος, ενώ μια ισεντροπική διεργασία λαμβάνει χώρα χωρίς μη αναστρέψιμη και χωρίς μεταφορά θερμότητας.
Σύνοψη – Αδιαβατικές vs Ισεντροπικές Διεργασίες
Μια αδιαβατική διαδικασία είναι μια διαδικασία όπου δεν πραγματοποιείται μεταφορά θερμότητας. Μια ισεντροπική διαδικασία είναι μια εξιδανικευμένη θερμοδυναμική διαδικασία που είναι ταυτόχρονα αδιαβατική και αναστρέψιμη. Ως εκ τούτου, η βασική διαφορά μεταξύ αδιαβατικών και ισεντροπικών διεργασιών είναι ότι οι αδιαβατικές διεργασίες μπορούν να είναι είτε αναστρέψιμες είτε μη αναστρέψιμες, ενώ οι ισεντροπικές διεργασίες είναι αναστρέψιμες.
