Klíčový rozdíl mezi adiabatickými a izoentropickými procesy spočívá v tom, že adiabatické procesy mohou být reverzibilní nebo nevratné, zatímco izoentropický proces je vratný proces.
V chemii rozdělujeme vesmír na dvě části. Část, která nás zajímá, je systém a zbytek je okolí. Systémem může být organismus, reakční nádoba nebo dokonce jedna buňka. Systémy můžeme rozlišit podle druhu interakcí, které mají, nebo podle typů výměn, které probíhají. Někdy dochází k výměně hmoty a energie přes hranice systému. Vyměňovaná energie může mít několik forem, jako je světelná energie, tepelná energie, zvuková energie atd. Pokud se energie systému změní kvůli rozdílu teplot, říkáme, že došlo k toku tepla. Některé procesy však zahrnují změny teploty, ale žádný tepelný tok; tyto jsou známé jako adiabatické procesy. Izentropický proces je druh adiabatického procesu.
Co jsou adiabatické procesy?
Adiabatická změna je změna, při které se do systému ani ze systému nepřenáší žádné teplo. Přenos tepla lze zastavit především dvěma způsoby. Jedním z nich je použití tepelně izolovaného okraje, takže žádné teplo nemůže vstupovat ani vystupovat. Například reakce, ke které dochází v Dewarově baňce, je adiabatická. Další metodou, kterou může adiabatický proces probíhat, je, když proces probíhá velmi rychle; nezbývá tedy čas na přenos tepla dovnitř a ven.
V termodynamice ukazujeme adiabatické změny pomocí dQ=0. V těchto případech existuje vztah mezi tlakem a teplotou. Systém proto podléhá změnám vlivem tlaku v adiabatických podmínkách. To se děje při tvorbě mraků a velkých konvekčních proudech. Ve vyšších nadmořských výškách je nižší atmosférický tlak. Když se vzduch zahřeje, má tendenci stoupat. Protože je venkovní tlak vzduchu nízký, bude se stoupající vzduchový balík snažit expandovat. Při rozpínání molekuly vzduchu fungují a to ovlivní jejich teplotu. To je důvod, proč se teplota při vzestupu snižuje.
Obrázek 01: Adiabatický proces v grafu
Podle termodynamiky zůstává energie v balíku konstantní, ale lze ji přeměnit na expanzní práci nebo na udržení její teploty. Nedochází k výměně tepla s vnějškem. Stejný jev platí i pro kompresi vzduchu (např. píst). V této situaci, když se vzduchový balík stlačí, teplota se zvýší. Tyto procesy se nazývají adiabatické zahřívání a chlazení.
Co jsou to isentropické procesy?
Spontánní procesy zvyšují entropii vesmíru. Když k tomu dojde, může se zvýšit buď entropie systému nebo okolní entropie. Izentropický proces nastává, když entropie systému zůstává konstantní.
Obrázek 02: Izentropický proces
Reverzibilní adiabatický proces je příkladem izoentropického procesu. Navíc konstantní parametry v izoentropickém procesu jsou entropie, rovnováha a tepelná energie.
Jaký je rozdíl mezi adiabatickými a izotropickými procesy?
Adiabatický proces je proces, při kterém nedochází k žádnému přenosu tepla, zatímco izoentropický proces je idealizovaný termodynamický proces, který je adiabatický i vratný. Klíčovým rozdílem mezi adiabatickými a isentropickými procesy je tedy to, že adiabatické procesy mohou být buď reverzibilní, nebo nevratné, zatímco isentropické procesy jsou reverzibilní. Kromě toho dochází k adiabatickému procesu bez jakéhokoli přenosu tepla mezi systémem a okolím, zatímco k isentropickému procesu dochází bez nevratnosti a bez přenosů tepla.
Shrnutí – adiabatické vs. izotropické procesy
Adiabatický proces je proces, při kterém nedochází k přenosu tepla. Izentropický proces je idealizovaný termodynamický proces, který je adiabatický i reverzibilní. Klíčovým rozdílem mezi adiabatickými a isentropickými procesy je tedy to, že adiabatické procesy mohou být reverzibilní nebo nevratné, zatímco isentropické procesy jsou reverzibilní.
