Põhiline erinevus adiabaatiliste ja isentroopsete protsesside vahel on see, et adiabaatilised protsessid võivad olla kas pöörduvad või pöördumatud, samas kui isentroopsed protsessid on pöörduvad.
Keemias jagame universumi kaheks osaks. See osa, mis meid huvitab, on süsteem ja ülejäänu on ümbritsev. Süsteem võib olla organism, reaktsioonianum või isegi üksikrakk. Me saame süsteeme eristada nende interaktsioonide või toimuvate vahetuste tüüpide järgi. Mõnikord toimub aine ja energia vahetus läbi süsteemi piiride. Vahetatav energia võib esineda mitmel kujul nagu valgusenergia, soojusenergia, helienergia jne. Kui süsteemi energia muutub temperatuuride erinevuse tõttu, siis ütleme, et on toimunud soojusvoog. Mõned protsessid hõlmavad siiski temperatuurimuutusi, kuid mitte soojusvoogu; neid nimetatakse adiabaatilisteks protsessideks. Isentroopne protsess on teatud tüüpi adiabaatiline protsess.
Mis on adiabaatilised protsessid?
Adiabaatiline muutus on muutus, mille käigus soojust ei kanta süsteemi sisse ega se alt välja. Soojusülekannet saab peatada peamiselt kahel viisil. Üks on soojusisolatsiooniga piirde kasutamine, et soojus ei saaks siseneda ega väljuda. Näiteks reaktsioon, mis toimub Dewari kolvis, on adiabaatiline. Teine meetod adiabaatiline protsess võib toimuda, kui protsess toimub väga kiiresti; seega ei jää enam aega soojuse sisse- ja väljakandmiseks.
Termodünaamikas näitame adiabaatilisi muutusi dQ=0 võrra. Nendel juhtudel on rõhu ja temperatuuri vahel seos. Seetõttu muutub süsteem adiabaatilistes tingimustes rõhu tõttu. See juhtub pilvede moodustumise ja suuremahuliste konvektsioonivoolude korral. Suuremal kõrgusel on õhurõhk madalam. Kui õhk soojeneb, kipub see tõusma. Kuna välisõhu rõhk on madal, püüab tõusev õhupakk laieneda. Paisumisel töötavad õhumolekulid ja see mõjutab nende temperatuuri. Seetõttu temperatuur tõustes langeb.
Joonis 01: Adiabaatiline protsess graafikul
Vastav alt termodünaamikale jääb pakis sisalduv energia konstantseks, kuid seda saab teisendada paisutustööde tegemiseks või temperatuuri hoidmiseks. Väljaspool soojusvahetus puudub. Sama nähtus kehtib ka õhu kokkusurumise kohta (nt kolb). Sellises olukorras, kui õhupakk kokku surub, tõuseb temperatuur. Neid protsesse nimetatakse adiabaatiliseks kuumutamiseks ja jahutamiseks.
Mis on isentroopsed protsessid?
Spontaansed protsessid suurendavad universumi entroopiat. Kui see juhtub, võib süsteemi entroopia või ümbritsev entroopia suureneda. Isentroopne protsess toimub siis, kui süsteemi entroopia jääb konstantseks.
Joonis 02: Isentroopiline protsess
Isentroopse protsessi näide on pöörduv adiabaatiline protsess. Pealegi on isentroopilise protsessi konstantsed parameetrid entroopia, tasakaal ja soojusenergia.
Mis vahe on adiabaatilistel ja isentroopilistel protsessidel?
Adiabaatiline protsess on protsess, milles soojusülekannet ei toimu, samas kui isentroopne protsess on idealiseeritud termodünaamiline protsess, mis on nii adiabaatiline kui ka pöörduv. Seega on peamine erinevus adiabaatiliste ja isentroopsete protsesside vahel see, et adiabaatilised protsessid võivad olla kas pöörduvad või pöördumatud, samas kui isentroopsed protsessid on pöörduvad. Lisaks toimub adiabaatiline protsess ilma soojusülekandeta süsteemi ja ümbritseva vahel, samas kui isentroopne protsess toimub ilma pöördumatuse ja soojusülekandeta.
Kokkuvõte – adiabaatilised vs isentroopsed protsessid
Adiabaatiline protsess on protsess, kus soojusülekannet ei toimu. Isentroopne protsess on idealiseeritud termodünaamiline protsess, mis on nii adiabaatiline kui ka pöörduv. Seega on peamine erinevus adiabaatiliste ja isentroopsete protsesside vahel see, et adiabaatilised protsessid võivad olla kas pöörduvad või pöördumatud, samas kui isentroopsed protsessid on pöörduvad.
