Obie Adiabatyczne i izotermiczne procesy są integralną częścią termodynamiki, ale oba są całkowicie różne od siebie.
Proces adiabatyczny przebiega w taki sposób, że żadne ciepło nie wchodzi ani nie opuszcza systemu podczas całego procesu, tj
Proces izotermiczny to proces, w którym temperatura pozostaje stała przez cały proces, tj
Proces adiabatyczny a proces izotermiczny
Poniżej wymieniono główne różnice między procesem adiabatycznym a izotermicznym:
| Proces adiabatyczny | Proces izotermiczny |
| Podczas procesu następuje wymiana ciepła. | Nie Obojętnie przekazywanie ciepła i masa w trakcie procesu. |
| Temperatura pozostaje stała. | Temperatura procesu adiabatycznego zmienia się z powodu zmienności wewnętrznej systemu. |
| Wykonana praca wynika z wymiany ciepła netto w systemie. | Wykonana praca jest głównie wynikiem zmiany w energia wewnętrzna wewnątrz systemu. |
| Transformacja zachodząca w systemie jest bardzo powolna | Transformacja zachodzi w systemie bardzo szybko. |
| Aby utrzymać stałą temperaturę, następuje dodawanie i odejmowanie ciepła. | Nie ma żadnej zmiany ciepła, więc nie ma miejsca dodawanie ani odejmowanie ciepła |
Krzywa adiabatyczna vs krzywa izotermiczna
Pomiędzy nimi można zaobserwować pewne różnice Adiabatyczne i izotermiczne procesy w zależności od zmian ciśnienia, objętości, temperatury itp. w trakcie procesu.
| Krzywa adiabatyczna | Krzywa izotermiczna |
| Krzywa ta przedstawia zależność między ciśnieniem a objętością danej masy gazu, gdy podczas całego procesu nie następuje zmiana temperatury. | Ta krzywa przedstawia zależność między ciśnieniem a objętością danej masy gazu, gdy nie ma przekazywanie ciepła przez cały proces. |
| Przedstawia to równanie PV=stała | Jest to reprezentowane przez równanie,  |
Kredytowych Image: lumenuczenie
Na powyższym rysunku wykreślono krzywe izotermiczne i adiabatyczne. Oba procesy izotermiczne
i adiabatyczne (Q=0) zaczynają się od tego samego punktu A. W przypadku procesu izotermicznego w celu utrzymania stałej temperatury następuje wymiana ciepła pomiędzy układem a otoczeniem, przez co podczas procesu izotermicznego należy wykonać więcej pracy.
Ciśnienie pozostaje wyższe w procesie izotermicznym niż w procesie adiabatycznym, generując więcej pracy. Ostateczna temperatura i ciśnienie dla ścieżki adiabatycznej (punkt C) jest poniżej krzywej izotermicznej, co wskazuje na niższą wartość, chociaż końcowa objętość obu procesów jest taka sama.
Rozszerzenie adiabatyczne a ekspansja izotermiczna
Kredytowych Image: Fizyka_poziomu A
Na powyższym rysunku przedstawia izotermę i ekspansja adiabatyczna idealnego gazu, który jest początkowo pod ciśnieniem p1.
Dla obu Ekspansja adiabatyczna i izotermiczna głośność zaczyna się od V1 i kończy się na V2 (V2> V1). Jeśli scalimy krzywe na powyższym rysunku, otrzymamy pozytywną pracę w obu przypadkach, co oznacza, że praca wykonana jest tylko przez system.
W przypadku procesu ekspansji, Wizotermiczny>Wadiabatyczny .
Oznacza to, że ekspansja izotermiczna jest większa praca niż adiabatyczna ekspansja.
Praca wykonana w an adiabatyczny proces ,
Praca wykonana w procesie ekspansji izotermicznej
W ekspansji adiabatycznej praca jest wykonywana przez gaz, co oznacza, że praca jest dodatnia, ponieważ Ti >Tf temperatura gazu spada. Końcowe ciśnienie uzyskane w ekspansji adiabatycznej jest niższe niż końcowe ciśnienie ekspansji izotermicznej. Obszar pod krzywą izotermiczną jest większy niż pod krzywą adiabatyczną, co oznacza, że ekspansja izotermiczna wymaga więcej pracy niż ekspansja adiabatyczna.
.
Nawilżanie adiabatyczne a izotermiczne
Zarówno w procesach nawilżania adiabatycznego, jak i izotermicznego, do przekształcenia wody z cieczy w parę potrzeba około 1000 BTU na funt (2.326 KJ/kg) wody.
Nawilżanie następuje, gdy woda pochłonie wystarczającą ilość ciepła do odparowania. Dwie powszechnie stosowane metody nawilżania to: izotermiczna i adiabatyczna. W nawilżaniu izotermicznym głównym źródłem energii jest wrząca woda. W nawilżaniu adiabatycznym jako źródło energii wykorzystywane jest otaczające powietrze.
W nawilżaniu adiabatycznym powietrze i woda stykają się bezpośrednio, co nie jest podgrzewane. Ogólnie rzecz biorąc, do rozpylania wody bezpośrednio w powietrzu wymagane jest zwilżone medium lub mechanizm natryskowy, a ciepło z otaczającej atmosfery powoduje parowanie wody.
W nawilżaniu izotermicznym para wodna wytwarzana jest z energii zewnętrznej, a para jest wtryskiwana bezpośrednio do powietrza. Zewnętrzne źródło energii, takie jak gaz ziemny, prąd lub kocioł parowy jest zawsze niezbędny do procesu nawilżania parą. Te źródła energii przekazują energię do wody w postaci płynnej, a następnie zachodzi przemiana cieczy w parę.
Nawilżanie izotermiczne i adiabatyczne są wykorzystywane w zastosowaniach komercyjnych i przemysłowych, aby utrzymać zadany poziom wilgotności w ich obszarach roboczych.
Kredytowych Image: pdfs.semanticscholar.org
Powyżej diagram przedstawia proces psychometryczny zarówno do nawilżania adiabatycznego lub wyparnego, jak i izotermicznego lub parowego. Aby nawilżyć powietrze do wartości zadanej, w przypadku nawilżania adiabatycznego powietrze podąża ścieżką od D do C, a w przypadku nawilżania izotermicznego powietrze podąża ścieżką B do C.
Zarówno w przypadku procesu nawilżania, wymagane jest zewnętrzne źródło energii do podgrzania powietrza przed nawilżaniem z punktu A do B i z punktu A do D.
Wykonana praca adiabatyczna a izotermiczna
Proces izotermiczny następuje po PV=stała, podczas gdy proces adiabatyczny następuje po PVꝩ =stała gdzie ꝩ>1.
W przypadku zarówno izotermicznych procesów rozszerzania, jak i kompresji, praca wykonana jest większa niż wielkość pracy wykonanej dla procesu adiabatycznego. Chociaż praca wykonana podczas kompresji adiabatycznej jest mniej ujemna niż kompresja izotermiczna, ilość pracy jest porównywana tylko pod względem wielkości.
Praca wykonana w procesie adiabatycznym
Praca wykonana w procesie adiabatycznym
Praca wykonana w procesie izotermicznym
Adiabatyczny a izotermiczny moduł zbiorczy
Korzystanie z Moduł masowy gazu możemy zmierzyć jego ściśliwość.
Kiedy na gaz przykładane jest równomierne ciśnienie, stosunek zmiany ciśnienia gazu do odkształcenia objętościowego w granicach sprężystości nazywa się modułem objętościowym. K jest używane do oznaczenia Modułu Bulk .
Kredytowych Image: koncepcje-fizyki.com
Kredyt obrazu: koncepcje-fizyki.com
Moduł objętościowy, K=- VdP/dV
Znak minus wskazuje, kiedy gaz jest sprężony pod wpływem ciśnienia, objętość gazu maleje.
Zmiana ciśnienia gazu jest obserwowana zarówno w procesie adiabatycznym, jak i izotermicznym.
Dla procesu izotermicznego PV=stała
W przypadku procesu izotermicznego moduł objętościowy jest równy jego ciśnieniu.
Dla procesu adiabatycznego,
Wykres adiabatyczny vs izotermiczny PV
Diagram PV jest najczęściej używany w termodynamice do opisania odpowiednich zmian ciśnienia i objętości w systemie. Każdy punkt na diagramie reprezentuje inny stan gazu.
Schemat PV procesu izotermicznego i Adiabatyczny Proces jest podobny, ale wykres izotermy jest bardziej pochylony.
Kredyt obrazu: fizyka.wymiana stosów
Z PV schemat procesu izotermicznego, widzimy, że gaz doskonały utrzymuje stałą temperaturę poprzez wymianę ciepła z otoczeniem. Z drugiej strony PV schemat procesu adiabatycznego reprezentuje idealny gaz o zmiennej temperaturze, utrzymując brak wymiany ciepła między systemem a otoczeniem.
Jestem Sangeeta Das. Ukończyłem studia magisterskie z inżynierii mechanicznej ze specjalizacją w silnikach spalinowych i samochodach. Mam około dziesięcioletnie doświadczenie w przemyśle i środowisku akademickim. Moje zainteresowania obejmują silniki spalinowe, aerodynamikę i mechanikę płynów. Możesz mnie znaleść w