Adiabaattiset vs. eristetyt järjestelmät
Adiabaattinen prosessi on prosessi, jossa nettolämmönsiirto työkaasuun on nolla. Eristetty järjestelmä on järjestelmä, joka on täysin suljettu ympäristöstä. Termodynamiikassa adiabaattiset prosessit ja eristetyt järjestelmät ovat erittäin tärkeitä. Hyvä ymmärrys näistä kahdesta aiheesta yhdistettynä muihin termeihin vaaditaan käsitteiden ymmärtämiseksi sekä klassisessa että tilastollisessa termodynamiikassa. Kohdamme adiabaattisia prosesseja ja eristettyjä järjestelmiä, jotka ovat melkein täydellisiä jokapäiväisessä elämässämme. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä eristetty järjestelmä ja adiabaattinen prosessi ovat, niiden määritelmät, muut termit, jotka liittyvät näihin kahteen, eristettyjen järjestelmien ja adiabaattisten prosessien samankaltaisuudet, joitain esimerkkejä näihin kahteen ja lopuksi ero eristettyjen järjestelmien välillä ja adiabaattiset prosessit.
Mikä on eristetty järjestelmä?
Eristetty järjestelmä on järjestelmä, jossa aineen tai energian siirto ympäristön kanssa on mahdollista. Tämä on erittäin tärkeä termodynamiikan käsite. Eristetyn järjestelmän aineen ja energian kokonaismäärä säilyy. Termodynamiikassa on kolme muuta järjestelmää. Suljettu järjestelmä on järjestelmä, jossa energian siirto ympäröivän kanssa on mahdollista, mutta aineen siirto ei ole mahdollista. Avoin järjestelmä on järjestelmä, jossa sekä energia että aine voidaan siirtää ympäröivän kanssa. Termospullo on paras esimerkki jokapäiväisessä elämässämme eristetylle järjestelmälle. Vaikka maailmankaikkeuden ympäristöä ei ole määritelty, maailmankaikkeutta pidetään eristettynä järjestelmänä. Siksi missä tahansa järjestelmässä ympäröivä on yhtä suuri kuin maailmankaikkeudesta poistettu järjestelmä. Oletetaan, että on olemassa eristetty järjestelmä,joka toimii ympäröivässä. Koska energianvaihto ei ole mahdollista järjestelmän ja ympäröivän välillä, prosessin on oltava adiabaattinen prosessi. Voidaan nähdä, että kaikki eristetyt järjestelmät ovat adiabaattisia.
Mikä on adiabaattinen prosessi?
Adiabaattinen prosessi on prosessi, jossa lämpöä ei siirry järjestelmän ja ympäristön välillä. Adiabaattiset prosessit voivat tapahtua pääasiassa kahdella tavalla. Ensimmäinen menetelmä on eristetty järjestelmä, jonka tilavuutta voidaan muuttaa. Kaikki tällaisissa olosuhteissa tapahtuva prosessi on adiabaattinen prosessi. Toinen menetelmä on tehdä työtä järjestelmän kanssa vähäisessä ajassa. Näin lämmönsiirto järjestelmän ja ympäristön välillä ei ole mahdollista. Putkien täyttämiseen käytetyn kaasupumpun puristus on hyvä esimerkki adiabaattisesta prosessista. Kaasun vapaa paisuminen on myös adiabaattinen prosessi. Adiabaattiset prosessit tunnetaan myös isokalorisina prosesseina.
Mitä eroa on adiabaattisen prosessin ja eristetyn järjestelmän välillä?
• Eristettyihin järjestelmiin sallitaan vain adiabaattiset prosessit, mutta kaikkia adiabaattisia prosesseja ei tehdä erillisissä järjestelmissä.
• Adiabaattinen prosessi määritellään järjestelmän tilasekvenssinä, kun taas eristetty järjestelmä on eräänlainen järjestelmä.
• Adiabaattisia prosesseja voi esiintyä myös suljetuissa järjestelmissä.
