Ադիաբատիկ և պոլիտրոպիկ պրոցեսների հիմնական տարբերությունն այն է, որ ադիաբատիկ գործընթացներում ջերմության փոխանցում տեղի չի ունենում, մինչդեռ պոլիտրոպիկ պրոցեսներում տեղի է ունենում ջերմության փոխանցում:
Քիմիայի մեջ մենք տիեզերքը բաժանում ենք երկու մասի: Այն մասը, որը մենք ուսումնասիրելու ենք, «համակարգ» է, իսկ մնացածը՝ «շրջապատը»։ Համակարգը կարող է լինել օրգանիզմ, ռեակցիայի անոթ կամ նույնիսկ մեկ բջիջ: Մենք կարող ենք տարբերել համակարգերը միմյանցից՝ ըստ նրանց փոխազդեցության կամ փոխանակման տեսակների: Մենք կարող ենք համակարգերը դասակարգել երկու խմբի՝ բաց և փակ համակարգերի: Երբեմն հարցերն ու էներգիան կարող են անցնել համակարգի սահմաններով:Փոխանակվող էներգիան կարող է ունենալ մի քանի ձևեր, ինչպիսիք են լույսի էներգիան, ջերմային էներգիան, ձայնային էներգիան և այլն: Եթե համակարգի էներգիան փոխվում է ջերմաստիճանի տարբերության պատճառով, մենք ասում ենք, որ եղել է ջերմության հոսք: Ադիաբատիկ և պոլիտրոպիկ երկու թերմոդինամիկական գործընթացներ են, որոնք կապված են համակարգերում ջերմության փոխանցման հետ:
Ի՞նչ է ադիաբատիկը:
Ադիաբատիկ փոփոխությունն այն փոփոխությունն է, երբ ջերմություն չի փոխանցվում համակարգ կամ դուրս: Ջերմային փոխանցման այս սահմանափակումը հիմնականում տեղի է ունենում երկու եղանակով. Մեկը ջերմամեկուսացված սահմանի օգտագործումն է, որպեսզի ջերմություն չկարողանա մտնել կամ գոյություն ունենալ: Օրինակ, ռեակցիան, որը մենք իրականացնում ենք Dewar կոլբայի մեջ, ադիաբատիկ է: Երկրորդ, ադիաբատիկ պրոցես է տեղի ունենում, երբ գործընթացն ընթանում է շատ արագ. Այսպիսով, ժամանակ չի մնում ջերմությունը ներս և դուրս փոխանցելու համար:
Թերմոդինամիկայի մեջ մենք կարող ենք ցույց տալ ադիաբատիկ փոփոխությունները որպես dQ=0, որտեղ Q-ը ջերմային էներգիան է: Այս դեպքերում կապ կա ճնշման և ջերմաստիճանի միջև: Հետևաբար, համակարգը փոխվում է ադիաբատիկ պայմաններում ճնշման պատճառով:
Օրինակ, մտածեք, թե ինչ է տեղի ունենում ամպերի ձևավորման և լայնածավալ կոնվեկցիոն հոսանքների ժամանակ: Ավելի բարձր բարձրություններում ավելի ցածր մթնոլորտային ճնշում կա: Երբ օդը տաքանում է, այն հակված է բարձրանալու: Քանի որ արտաքին օդի ճնշումը ցածր է, բարձրացող օդային ծանրոցը կփորձի ընդլայնվել: Ընդլայնվելիս օդի մոլեկուլներն աշխատում են, և դա կփոխի նրանց ջերմաստիճանը: Այդ իսկ պատճառով ջերմաստիճանը բարձրանալիս նվազում է։
Նկար 01. Ամպի ձևավորումը ադիաբատիկ գործընթացի օրինակ է
Ըստ թերմոդինամիկայի՝ օդային ծանրոցում էներգիան մնում է հաստատուն, բայց այն կարող է վերածվել էներգիայի տարբեր ձևերի (ընդլայնման աշխատանք կատարելու կամ գուցե ջերմաստիճանը պահպանելու համար)։ Այնուամենայնիվ, դրսի հետ ջերմափոխանակություն չկա: Մենք կարող ենք կիրառել այս նույն երևույթը նաև օդի սեղմման համար (օր.գ., մխոց): Այդ իրավիճակում, երբ օդային ծանրոցը սեղմվում է, ջերմաստիճանը բարձրանում է։ Այս գործընթացները կոչվում են ադիաբատիկ տաքացում և սառեցում:
Ի՞նչ է Polytropic?
Պոլիտրոպիկ պրոցեսը տեղի է ունենում ջերմափոխանակությամբ: Այնուամենայնիվ, ջերմության փոխանցումը այս գործընթացում շրջելի է լինում:
Նկար 02. Տաք արևի տակ օդապարիկ փչելը պոլիտրոպիկ գործընթացի օրինակ է
Երբ գազը ենթարկվում է ջերմության այս տեսակի փոխանցմանը, հետևյալ հավասարումը ճիշտ է պոլիտրոպիկ գործընթացի համար:
PVn=հաստատուն
Որտեղ P-ն ճնշումն է, V-ը ծավալն է, իսկ n-ը հաստատուն է: Հետևաբար, պոլիտրոպիկ գազի ընդլայնման/սեղմման գործընթացում ՖՎ-ն հաստատուն պահելու համար համակարգի և շրջակա միջավայրի միջև տեղի է ունենում ջերմային և աշխատանքային փոխանակում: Հետևաբար, պոլիտրոպիկը ոչ ադիաբատիկ գործընթաց է։
Ո՞րն է տարբերությունը ադիաբատիկի և պոլիտրոպիկի միջև:
Ադիաբատիկ փոփոխությունն այն փոփոխությունն է, երբ ջերմություն չի փոխանցվում համակարգ կամ դուրս, մինչդեռ պոլիտրոպային պրոցեսը տեղի է ունենում ջերմափոխանակմամբ: Հետևաբար, ադիաբատիկ և պոլիտրոպիկ գործընթացների հիմնական տարբերությունն այն է, որ ադիաբատիկ գործընթացներում ջերմության փոխանցում տեղի չի ունենում, մինչդեռ պոլիտրոպիկ գործընթացներում տեղի է ունենում ջերմության փոխանցում: Ավելին, dQ=0 հավասարումը ճշմարիտ է ադիաբատիկ գործընթացի համար, մինչդեռ PVn=հավասարումը ճշմարիտ է պոլիտրոպային գործընթացի համար:
Ամփոփում – Adiabatic vs Polytropic
Ադիաբատիկ և պոլիտրոպ պրոցեսները երկու կարևոր թերմոդինամիկական գործընթացներ են: Ադիաբատիկ և պոլիտրոպիկ պրոցեսների հիմնական տարբերությունն այն է, որ ադիաբատիկ պրոցեսներում ջերմության փոխանցում տեղի չի ունենում, մինչդեռ պոլիտրոպիկ պրոցեսներում ջերմության փոխանցում է տեղի ունենում:
