تفاوت اصلی بین فرآیندهای آدیاباتیک و پلی تروپیک این است که در فرآیندهای آدیاباتیک هیچ انتقال حرارتی رخ نمی دهد در حالی که در فرآیندهای چند تروپیک انتقال حرارت رخ می دهد.
در شیمی، جهان را به دو قسمت تقسیم می کنیم. بخشی که ما می خواهیم مطالعه کنیم «یک سیستم» است و بقیه «محیط اطراف» است. یک سیستم می تواند یک ارگانیسم، یک ظرف واکنش یا حتی یک سلول واحد باشد. ما می‌توانیم سیستم‌ها را از طریق نوع تعاملی که دارند یا نوع مبادلاتی که انجام می‌دهند، از یکدیگر متمایز کنیم. می توان سیستم ها را به دو دسته سیستم های باز و بسته تقسیم بندی کرد. گاهی اوقات مواد و انرژی می توانند از مرزهای سیستم عبور کنند.انرژی مبادله شده می تواند به اشکال مختلفی مانند انرژی نور، انرژی گرمایی، انرژی صوتی و غیره باشد. اگر انرژی یک سیستم به دلیل اختلاف دما تغییر کند، می گوییم جریان گرما وجود داشته است. آدیاباتیک و پلی تروپیک دو فرآیند ترمودینامیکی هستند که به انتقال حرارت در سیستم ها مربوط می شوند.
آدیاباتیک چیست؟
تغییر آدیاباتیک تغییری است که در آن هیچ گرمایی به داخل یا خارج از سیستم منتقل نمی شود. این محدودیت انتقال حرارت عمدتاً به دو صورت رخ می دهد. یکی استفاده از یک مرز عایق حرارتی است به طوری که هیچ گرمایی نمی تواند وارد شود یا وجود داشته باشد. به عنوان مثال، واکنشی که در فلاسک Dewar انجام می دهیم، آدیاباتیک است. ثانیاً، یک فرآیند آدیاباتیک زمانی اتفاق می‌افتد که یک فرآیند بسیار سریع انجام شود. بنابراین، زمانی برای انتقال گرما به داخل و خارج باقی نمانده است.
در ترمودینامیک، می توانیم تغییرات آدیاباتیک را به صورت dQ=0 نشان دهیم که در آن Q انرژی گرمایی است. در این موارد بین فشار و دما رابطه وجود دارد. بنابراین، سیستم به دلیل فشار در شرایط آدیاباتیک تغییر می کند.
برای مثال، فکر کنید در تشکیل ابر و جریان های همرفتی در مقیاس بزرگ چه اتفاقی می افتد. در ارتفاعات بالاتر، فشار اتمسفر کمتری وجود دارد. وقتی هوا گرم می شود، تمایل به بالا رفتن دارد. از آنجایی که فشار هوای بیرون کم است، بسته هوای در حال افزایش سعی خواهد کرد گسترش یابد. هنگام انبساط، مولکول های هوا کار می کنند و این باعث تغییر دمای آنها می شود. به همین دلیل است که هنگام افزایش دما کاهش می یابد.
شکل 01: تشکیل ابر نمونه ای از فرآیند آدیاباتیک است
طبق ترمودینامیک، انرژی در بسته هوا ثابت می ماند، اما می توان آن را به اشکال مختلف انرژی تبدیل کرد (برای انجام کار انبساط یا شاید برای حفظ دمای آن). با این حال، هیچ تبادل حرارتی با بیرون وجود ندارد. ما می‌توانیم همین پدیده را برای فشرده‌سازی هوا نیز اعمال کنیم (مثلاً.g.، یک پیستون). در آن شرایط، هنگامی که بسته هوا فشرده می شود، دما افزایش می یابد. این فرآیندها گرمایش و سرمایش آدیاباتیک نامیده می شوند.
Polytropic چیست؟
فرآیند پلی تروپیک با انتقال حرارت رخ می دهد. با این حال، انتقال حرارت به طور برگشت پذیر در این فرآیند اتفاق می افتد.
شکل 02: دمیدن یک بالون در خورشید داغ نمونه ای برای فرآیند چند گرمسیری است
وقتی گازی تحت این نوع انتقال حرارت قرار می گیرد، معادله زیر برای یک فرآیند چند تروپیک صادق است.
PVn=ثابت
جایی که P فشار است، V حجم و n یک ثابت است. از این رو، برای ثابت نگه داشتن PV در فرآیند انبساط/فشرده سازی گاز پلی تروپیک، تبادل حرارت و کار بین سیستم و محیط اطراف صورت می گیرد. بنابراین، پلی تروپیک یک فرآیند غیر آدیاباتیک است.
تفاوت بین آدیاباتیک و چند تروپیک چیست؟
تغییر آدیاباتیک تغییری است که در آن هیچ گرمایی به داخل یا خارج از سیستم منتقل نمی شود در حالی که فرآیند پلی تروپیک با انتقال حرارت رخ می دهد. از این رو، تفاوت اصلی بین فرآیندهای آدیاباتیک و پلی تروپیک در این است که در فرآیندهای آدیاباتیک هیچ انتقال حرارتی رخ نمی دهد در حالی که در فرآیندهای پلی تروپیک انتقال حرارت رخ می دهد. علاوه بر این، معادله dQ=0 برای فرآیند آدیاباتیک صادق است در حالی که معادله PVn=ثابت برای فرآیند چند تروپیک صادق است.
خلاصه - آدیاباتیک در مقابل پلی تروپیک
فرایند آدیاباتیک و پلی تروپیک دو فرآیند مهم ترمودینامیکی هستند. تفاوت کلیدی بین فرآیندهای آدیاباتیک و پلی تروپیک این است که در فرآیندهای آدیاباتیک هیچ انتقال حرارتی رخ نمی دهد در حالی که در فرآیندهای چند تروپیک انتقال حرارت رخ می دهد.
