Ključna razlika između adijabatskih i politropskih procesa je da u adijabatskim procesima nema prijenosa topline, dok u politropskim procesima dolazi do prijenosa topline.
U kemiji, svemir dijelimo na dva dijela. Dio koji ćemo proučavati je “sustav”, a ostatak je “okruženje”. Sustav može biti organizam, reakcijska posuda ili čak jedna stanica. Sustave možemo razlikovati prema vrsti interakcija koje imaju ili prema vrsti razmjene koja se odvija. Sustave možemo podijeliti u dvije skupine: otvorene i zatvorene sustave. Ponekad materije i energija mogu proći kroz granice sustava. Izmijenjena energija može imati nekoliko oblika kao što su svjetlosna energija, toplinska energija, zvučna energija itd. Ako se energija sustava promijeni zbog temperaturne razlike, kažemo da je došlo do protoka topline. Adijabatski i politropski su dva termodinamička procesa koja se odnose na prijenos topline u sustavima.
Što je adijabatsko?
Adijabatska promjena je ona u kojoj se toplina ne prenosi u ili iz sustava. Ovo ograničenje prijenosa topline uglavnom se događa na dva načina. Jedan je korištenjem toplinski izolirane granice tako da toplina ne može ući ili postojati. Na primjer, reakcija koju provodimo u Dewarovoj tikvici je adijabatska. Drugo, adijabatski proces događa se kada se proces odvija vrlo brzo; stoga nema vremena za prijenos topline unutra i van.
U termodinamici, možemo prikazati adijabatske promjene kao dQ=0 gdje je Q toplinska energija. U tim slučajevima postoji odnos između tlaka i temperature. Stoga se sustav mijenja zbog tlaka u adijabatskim uvjetima.
Na primjer, zamislite što se događa u formiranju oblaka i konvekcijskim strujanjima velikih razmjera. Na višim nadmorskim visinama niži je atmosferski tlak. Kada se zrak zagrijava, on ima tendenciju da ide prema gore. Budući da je vanjski tlak zraka nizak, čestica zraka koja se diže pokušat će se proširiti. Kada se šire, molekule zraka rade, a to će promijeniti njihovu temperaturu. Zato se temperatura s porastom smanjuje.
Slika 01: Formiranje oblaka je primjer adijabatskog procesa
Prema termodinamici, energija u zračnoj čestici ostaje konstantna, ali se može pretvoriti u različite oblike energije (za obavljanje rada širenja ili možda za održavanje temperature). Međutim, nema izmjene topline s vanjskim prostorom. Taj isti fenomen možemo primijeniti i na kompresiju zraka (npr.npr. klip). U toj situaciji, kada se zračni paket komprimira, temperatura se povećava. Ti se procesi nazivaju adijabatsko zagrijavanje i hlađenje.
Što je politropski?
Politropni proces odvija se prijenosom topline. Međutim, prijenos topline događa se reverzibilno u ovom procesu.
Slika 02: Puhanje balona na vrućem suncu primjer je politropskog procesa
Kada plin prolazi ovu vrstu prijenosa topline, sljedeća jednadžba vrijedi za politropski proces.
PVn=konstanta
Gdje je P tlak, V volumen, a n konstanta. Stoga, da bi se PV održao konstantnim u politropskom procesu ekspanzije/kompresije plina, dolazi do izmjene topline i rada između sustava i okoline. Prema tome, politrop je neadijabatski proces.
Koja je razlika između adijabatskog i politropskog?
Adijabatska promjena je ona u kojoj se toplina ne prenosi u ili izvan sustava dok se politropski proces odvija s prijenosom topline. Dakle, ključna razlika između adijabatskih i politropskih procesa je ta što u adijabatskim procesima nema prijenosa topline, dok u politropskim procesima dolazi do prijenosa topline. Štoviše, jednadžba dQ=0 vrijedi za adijabatski proces dok je jednadžba PVn=konstanta istinita za politropski proces.
Sažetak – adijabatsko nasuprot politropskom
Adijabatski i politropski proces dva su važna termodinamička procesa. Ključna razlika između adijabatskih i politropskih procesa je ta što u adijabatskim procesima nema prijenosa topline, dok u politropskim procesima dolazi do prijenosa topline.
