Adyabatik ve izotermal arasındaki temel fark, adyabatik sistem ile çevre arasında ısı alışverişi olmadığı anlamına gelirken, izotermal sıcaklık değişimi olmadığı anlamına gelir.
Kimya için evren iki kısma ayrılmıştır. Bizim ilgilendiğimiz kısma sistem, geri kalanına çevre adı verilir. Bir sistem bir organizma, bir reaksiyon kabı veya hatta tek bir hücre olabilir. Sistemler, sahip oldukları etkileşim türlerine veya gerçekleşen alışveriş türlerine göre ayırt edilir.
Sistemler açık sistemler ve kapalı sistemler olarak ikiye ayrılabilir. Bazen, madde ve enerji sistem sınırları aracılığıyla değiş tokuş edilebilir. Değişen enerji, ışık enerjisi, ısı enerjisi, ses enerjisi vb. gibi çeşitli şekillerde olabilir. Bir sistemin enerjisi sıcaklık farkından dolayı değişiyorsa, bir ısı akışı var deriz. Adyabatik ve politropik, sistemlerde ısı transferi ile ilgili iki termodinamik süreçtir.
Adyabatik nedir?
Adyabatik değişim, sistemin içine veya dışına ısı transferinin olmadığı bir değişimdir. Isı transferi esas olarak iki şekilde durdurulabilir. Biri, ısının içeri girip çıkmaması için termal olarak yalıtılmış bir sınır kullanmaktır. Örneğin, bir Dewar şişesinde gerçekleştirilen bir reaksiyon adyabatiktir. Adyabatik sürecin diğer türü, bir süreç çok hızlı gerçekleştiğinde gerçekleşir; böylece ısıyı içeri ve dışarı aktarmak için zaman kalmaz.
Termodinamikte, adyabatik değişiklikler dQ=0 ile gösterilir. Bu durumlarda, basınç ve sıcaklık arasında bir ilişki vardır. Bu nedenle sistem, adyabatik koşullarda basınç nedeniyle değişikliklere uğrar. Bulut oluşumunda ve büyük ölçekli konveksiyonel akımlarda olan budur. Daha yüksek irtifalarda, daha düşük atmosfer basıncı vardır. Hava ısıtıldığında yükselme eğilimindedir. Dış hava basıncı düşük olduğu için yükselen hava parseli genişlemeye çalışacaktır. Genişlerken hava molekülleri çalışır ve bu onların sıcaklıklarını etkiler. Bu yüzden yükselirken sıcaklık düşer.
Şekil 01: Adyabatik Süreç
Termodinamiğe göre, parseldeki enerji sabit kalır, ancak genişleme işini yapmak veya belki sıcaklığını korumak için dönüştürülebilir. Dış ortam ile ısı alışverişi yoktur. Bu aynı fenomen hava sıkıştırmasına da uygulanabilir (örn.g.: bir piston). Bu durumda hava parseli sıkıştırıldığında sıcaklık artar. Bu işlemlere adyabatik ısıtma ve soğutma denir.
İzotermal nedir
İzotermal değişim, sistemin sabit bir sıcaklıkta kaldığı değişimdir. Bu nedenle, dT=0. Bir işlem, çok yavaş gerçekleşirse ve işlem tersine çevrilebilirse izotermal olabilir. Böylece değişim çok yavaş gerçekleşir, sıcaklık değişimlerini ayarlamak için yeterli zaman vardır. Ayrıca, bir sistem, ısıyı emdikten sonra sabit bir sıcaklığı koruyabildiği bir soğutucu gibi davranabiliyorsa, bu bir izotermal sistemdir.
Şekil 2: İzotermal Değişim
İzotermal koşullarda bir ideal için, basınç aşağıdaki denklemden verilebilir.
P=nRT /V
İş olduğundan, W=PdV aşağıdaki denklem türetilebilir.
W=nRT ln (Vf/Vi)
Bu nedenle, sistem hacmi değiştirilirken sabit sıcaklıkta genişleme veya sıkıştırma işi gerçekleşir. Bir izotermal süreçte (dU=0) iç enerji değişimi olmadığından, verilen ısının tamamı iş yapmak için kullanılır. Bir ısı motorunda olan budur.
Adyabatik ve İzotermal Arasındaki Fark Nedir?
Adyabatik, sistem ile çevre arasında ısı alışverişi olmadığı anlamına gelir, bu nedenle, sıkıştırma ise sıcaklık artacak veya genleşmede sıcaklık düşecektir. Buna karşılık, izotermal, sıcaklık değişimi olmadığı anlamına gelir; bu nedenle, bir sistemdeki sıcaklık sabittir. Bu, ısıyı değiştirerek elde edilir. Adyabatikte dQ=0, ancak dT≠0. Ancak izotermal değişikliklerde dT=0 ve dQ ≠0 olur. Bu, adyabatik ve izotermal arasındaki temel farktır. Ayrıca, adyabatik değişimler hızla gerçekleşirken izotermal değişimler çok yavaş gerçekleşir.
Aşağıdaki bilgi grafiği, adyabatik ve izotermal arasındaki farkları özetler.
Özet – Adyabatik ve İzotermal
Adyabatik ve izotermal arasındaki temel fark, adyabatik sistem ile çevre arasında ısı alışverişi olmadığı anlamına gelirken, izotermal sıcaklık değişimi olmadığı anlamına gelir.
Görüntü Nezaket:
1. Commons Wikimedia aracılığıyla "Adyabatik" (CC BY-SA 3.0)
2. “İzotermal süreç” Netheril96'dan – Commons Wikimedia aracılığıyla kendi çalışmanız (CC0)
