La diferència clau entre els processos adiabàtics i isentròpics és que els processos adiabàtics poden ser reversibles o irreversibles, mentre que un procés isentròpic és un procés reversible.
En química, dividim l'univers en dues parts. La part que ens interessa és un sistema, i la resta és l'entorn. Un sistema pot ser un organisme, un vas de reacció o fins i tot una sola cèl·lula. Podem distingir els sistemes pel tipus d'interaccions que tenen o pels tipus d'intercanvis que tenen lloc. De vegades, la matèria i l'energia s'intercanvien a través dels límits del sistema. L'energia intercanviada pot adoptar diverses formes, com ara energia lluminosa, energia tèrmica, energia sonora, etc. Si l'energia d'un sistema canvia a causa d'una diferència de temperatura, diem que hi ha hagut un flux de calor. Tanmateix, alguns processos impliquen variacions de temperatura però sense flux de calor; aquests es coneixen com a processos adiabàtics. Un procés isentròpic és un tipus de procés adiabàtic.
Què són els processos adiabàtics?
El canvi adiabàtic és un canvi en el qual no es transfereix calor dins o fora del sistema. La transferència de calor es pot aturar principalment de dues maneres. Un és utilitzar un límit aïllat tèrmicament perquè no hi pugui entrar ni sortir calor. Per exemple, una reacció que es produeix en un matràs Dewar és adiabàtica. L' altre mètode que pot tenir lloc un procés adiabàtic és quan un procés té lloc molt ràpidament; per tant, no queda temps per transferir calor dins i fora.
En termodinàmica, mostrem els canvis adiabàtics per dQ=0. En aquests casos, hi ha una relació entre la pressió i la temperatura. Per tant, el sistema pateix canvis a causa de la pressió en condicions adiabàtiques. Això és el que passa en la formació de núvols i els corrents convectius a gran escala. A més altitud, hi ha una pressió atmosfèrica més baixa. Quan l'aire s'escalfa, tendeix a pujar. Com que la pressió de l'aire exterior és baixa, la parcel·la d'aire ascendent intentarà expandir-se. Quan s'expandeixen, les molècules d'aire funcionen, i això afectarà la seva temperatura. És per això que la temperatura es redueix quan puja.
Figura 01: procés adiabàtic en un gràfic
Segons la termodinàmica, l'energia de la parcel·la es manté constant, però es pot convertir per fer el treball d'expansió o per mantenir la seva temperatura. No hi ha intercanvi de calor amb l'exterior. Aquest mateix fenomen s'aplica també a la compressió d'aire (per exemple, un pistó). En aquesta situació, quan el paquet d'aire es comprimeix, la temperatura augmenta. Aquests processos s'anomenen escalfament i refrigeració adiabàtics.
Què són els processos isentròpics?
Els processos espontanis augmenten l'entropia de l'univers. Quan això succeeix, l'entropia del sistema o l'entropia circumdant pot augmentar. Un procés isentròpic es produeix quan l'entropia del sistema es manté constant.
Figura 02: un procés isentròpic
Un procés adiabàtic reversible és un exemple de procés isentròpic. A més, els paràmetres constants en un procés isentròpic són l'entropia, l'equilibri i l'energia tèrmica.
Quina diferència hi ha entre els processos adiabàtics i isentròpics?
Un procés adiabàtic és un procés en el qual no es produeix cap transferència de calor, mentre que un procés isentròpic és un procés termodinàmic idealitzat que és alhora adiabàtic i reversible. Per tant, la diferència clau entre els processos adiabàtics i isentròpics és que els processos adiabàtics poden ser reversibles o irreversibles mentre que els processos isentròpics són reversibles. A més, es produeix un procés adiabàtic sense cap transferència de calor entre el sistema i l'entorn, mentre que un procés isentròpic es produeix sense irreversibilitat i sense transferències de calor.
Resum: processos adiabàtics i isentròpics
Un procés adiabàtic és un procés on no es produeix cap transferència de calor. Un procés isentròpic és un procés termodinàmic idealitzat que és alhora adiabàtic i reversible. Per tant, la diferència clau entre els processos adiabàtics i isentròpics és que els processos adiabàtics poden ser reversibles o irreversibles, mentre que els processos isentròpics són reversibles.
