Αδιαβατικά έναντι απομονωμένων συστημάτων

Μια αδιαβατική διαδικασία είναι μια διαδικασία όπου η καθαρή μεταφορά θερμότητας στο αέριο εργασίας είναι μηδέν. Ένα απομονωμένο σύστημα είναι ένα σύστημα που κλείνει τελείως από το περιβάλλον. Στη θερμοδυναμική, οι αδιαβατικές διεργασίες και τα απομονωμένα συστήματα είναι πολύ σημαντικά. Μια καλή κατανόηση σε αυτά τα δύο θέματα σε συνδυασμό με άλλους σχετικούς όρους απαιτείται για να κατανοήσουμε τις έννοιες τόσο στην κλασική όσο και στη στατιστική θερμοδυναμική. Αντιμετωπίζουμε αδιαβατικές διαδικασίες και απομονωμένα συστήματα, τα οποία είναι σχεδόν τέλεια στην καθημερινότητά μας. Σε αυτό το άρθρο θα συζητήσουμε το απομονωμένο σύστημα και την αδιαβατική διαδικασία, τους ορισμούς τους, τους άλλους όρους που σχετίζονται με αυτά τα δύο, τις ομοιότητες των απομονωμένων συστημάτων και τις αδιαβατικές διεργασίες, ορισμένα παραδείγματα σε αυτά τα δύο και τέλος η διαφορά μεταξύ απομονωμένων συστημάτων και αδιαβατικές διεργασίες.

Τι είναι ένα απομονωμένο σύστημα;

Ένα απομονωμένο σύστημα είναι ένα σύστημα όπου δεν υπάρχει θέμα ή μεταφορά ενέργειας με το περιβάλλον. Αυτή είναι μια πολύ σημαντική έννοια της θερμοδυναμικής. 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 θερμοσκληρυνόμενη φιάλη είναι το καλύτερο παράδειγμα στην καθημερινή μας ζωή για ένα απομονωμένο σύστημα. Παρόλο που το περιβάλλον του σύμπαντος δεν ορίζεται, το σύμπαν θεωρείται ως ένα απομονωμένο σύστημα. Επομένως, για οποιοδήποτε σύστημα, το περιβάλλον είναι ίσο με το σύστημα που αφαιρείται από το σύμπαν. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένα απομονωμένο σύστημα, το οποίο λειτουργεί στο περιβάλλον. Καθώς δεν υπάρχει δυνατότητα ανταλλαγής 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. Οι αδιαβατικές διεργασίες μπορούν να εμφανιστούν κυρίως με δύο τρόπους. Η πρώτη μέθοδος είναι να έχουμε ένα απομονωμένο σύστημα του οποίου ο όγκος μπορεί να μεταβάλλεται. Οποιαδήποτε διαδικασία συμβαίνει υπό τέτοιες συνθήκες είναι μια αδιαβατική διαδικασία. Η δεύτερη μέθοδος είναι να κάνουμε εργασίες στο σύστημα σε ένα αμελητέο χρονικό κενό. 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 μιας αδιαβατικής διαδικασίας. Η ελεύθερη επέκταση ενός αερίου είναι επίσης μια αδιαβατική διαδικασία. Οι αδιαβατικές διεργασίες είναι επίσης γνωστές ως ισοκάλιορες διεργασίες.