Adiabatic vs Isolated Systems
Μια αδιαβατική διεργασία είναι μια διαδικασία όπου η καθαρή μεταφορά θερμότητας στο αέριο εργασίας είναι μηδέν. Ένα απομονωμένο σύστημα είναι ένα σύστημα που είναι εντελώς κλειστό από το περιβάλλον. Στη θερμοδυναμική, οι αδιαβατικές διεργασίες και τα απομονωμένα συστήματα είναι πολύ σημαντικά. Απαιτείται καλή κατανόηση αυτών των δύο θεμάτων σε συνδυασμό με άλλους σχετικούς όρους για την κατανόηση των εννοιών τόσο στην κλασική όσο και στη στατιστική θερμοδυναμική. Συναντάμε αδιαβατικές διεργασίες και μεμονωμένα συστήματα, που είναι σχεδόν τέλεια στην καθημερινότητά μας. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τι είναι το απομονωμένο σύστημα και η αδιαβατική διεργασία, τους ορισμούς τους, τους άλλους όρους που εμπλέκονται με αυτά τα δύο, τις ομοιότητες των απομονωμένων συστημάτων και των αδιαβατικών διεργασιών, μερικά παραδείγματα σε αυτά τα δύο και τέλος τη διαφορά μεταξύ απομονωμένων συστημάτων και αδιαβατικές διεργασίες.
Τι είναι ένα απομονωμένο σύστημα;
Ένα απομονωμένο σύστημα είναι ένα σύστημα όπου δεν είναι δυνατή η μεταφορά ύλης ή ενέργειας με το περιβάλλον. Αυτή είναι μια πολύ σημαντική έννοια στη θερμοδυναμική. Η συνολική ποσότητα ύλης και ενέργειας ενός απομονωμένου συστήματος διατηρείται. Υπάρχουν τρία άλλα συστήματα στη θερμοδυναμική. Ένα κλειστό σύστημα είναι ένα σύστημα όπου η μεταφορά ενέργειας με το περιβάλλον είναι δυνατή, αλλά η μεταφορά ύλης δεν είναι δυνατή. Ένα ανοιχτό σύστημα είναι ένα σύστημα όπου τόσο η ενέργεια όσο και η ύλη μπορούν να μεταφερθούν με το περιβάλλον. Η φιάλη θερμός είναι το καλύτερο παράδειγμα που συναντάμε στην καθημερινή μας ζωή σε ένα απομονωμένο σύστημα. Παρόλο που το περιβάλλον του σύμπαντος δεν έχει οριστεί, το σύμπαν θεωρείται ως ένα απομονωμένο σύστημα. Επομένως, για οποιοδήποτε σύστημα, το περιβάλλον είναι ίσο με το σύστημα που αφαιρέθηκε από το σύμπαν. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένα απομονωμένο σύστημα, το οποίο λειτουργεί στον περιβάλλοντα χώρο. Δεδομένου ότι δεν είναι δυνατή η ανταλλαγή ενέργειας μεταξύ του συστήματος και του περιβάλλοντος, η διαδικασία πρέπει να είναι μια αδιαβατική διαδικασία. Μπορεί να φανεί ότι όλα τα απομονωμένα συστήματα είναι αδιαβατικά.
Τι είναι μια αδιαβατική διαδικασία;
Μια αδιαβατική διαδικασία είναι μια διαδικασία όπου δεν μεταφέρεται θερμότητα μεταξύ του συστήματος και του περιβάλλοντος χώρου. Οι αδιαβατικές διεργασίες μπορούν να συμβούν κυρίως με δύο τρόπους. Η πρώτη μέθοδος είναι να έχουμε ένα απομονωμένο σύστημα του οποίου ο όγκος μπορεί να μεταβληθεί. Οποιαδήποτε διαδικασία συμβαίνει κάτω από τέτοιες συνθήκες είναι μια αδιαβατική διαδικασία. Η δεύτερη μέθοδος είναι η εκτέλεση εργασιών στο σύστημα σε αμελητέα χρονική απόσταση. Με αυτόν τον τρόπο δεν είναι δυνατή η μεταφορά θερμότητας μεταξύ του συστήματος και του περιβάλλοντος χώρου. Η συμπίεση μιας αντλίας αερίου που χρησιμοποιείται για την πλήρωση σωλήνων είναι ένα καλό παράδειγμα αδιαβατικής διαδικασίας. Η ελεύθερη διαστολή ενός αερίου είναι επίσης μια αδιαβατική διαδικασία. Οι αδιαβατικές διεργασίες είναι επίσης γνωστές ως ισοθερμιδικές διεργασίες.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Αδιαβατικής Διεργασίας και Απομονωμένου Συστήματος;
• Επιτρέπονται μόνο οι αδιαβατικές διεργασίες για μεμονωμένα συστήματα, αλλά δεν γίνονται όλες οι αδιαβατικές διεργασίες σε μεμονωμένα συστήματα.
• Η αδιαβατική διεργασία ορίζεται ως μια ακολουθία καταστάσεων του συστήματος, ενώ το απομονωμένο σύστημα είναι ένας τύπος συστήματος.
• Αδιαβατικές διεργασίες μπορούν επίσης να συμβούν σε κλειστά συστήματα.
