الفرق الرئيسي بين ثابت الحرارة ومتساوي الحرارة هو أن ثابت الحرارة يعني عدم وجود تبادل حراري بين النظام والمنطقة المحيطة به بينما يعني العزل الحراري عدم وجود تغير في درجة الحرارة.
لغرض الكيمياء ، ينقسم الكون إلى قسمين. الجزء الذي نهتم به يسمى النظام ، والباقي يسمى المحيط. يمكن أن يكون النظام كائنًا حيًا أو وعاء تفاعل أو حتى خلية واحدة. تتميز الأنظمة بنوع التفاعلات التي لديها أو بأنواع التبادلات التي تحدث.
يمكن تصنيف الأنظمة إلى نظامين مفتوحين وأنظمة مغلقة.في بعض الأحيان ، يمكن تبادل الأمور والطاقة من خلال حدود النظام. يمكن أن تتخذ الطاقة المتبادلة عدة أشكال مثل الطاقة الضوئية ، الطاقة الحرارية ، الطاقة الصوتية ، إلخ. إذا تغيرت طاقة النظام بسبب اختلاف درجة الحرارة ، نقول إنه كان هناك تدفق للحرارة. Adiabatic و polytropic هما عمليتان ديناميتان حراريتان ، تتعلقان بنقل الحرارة في الأنظمة.
ما هو Adiabatic؟
التغيير الأديباتي هو تغيير لا يتم فيه نقل الحرارة إلى النظام أو خارجه. يمكن إيقاف نقل الحرارة بشكل أساسي بطريقتين. الأول هو استخدام حدود معزولة حرارياً بحيث لا يمكن للحرارة الدخول أو الخروج. على سبيل المثال ، يكون التفاعل الذي يتم إجراؤه في دورق ديوار ثابتًا ثابتًا. يحدث النوع الآخر من العملية الحافظة للحرارة عندما تتم العملية بسرعة كبيرة ؛ وبالتالي ، لا يوجد وقت متبقي لنقل الحرارة إلى الداخل والخارج.
في الديناميكا الحرارية ، تظهر التغيرات الثابتة بالحرارة بواسطة dQ=0. في هذه الحالات ، هناك علاقة بين الضغط ودرجة الحرارة.لذلك ، يخضع النظام للتغييرات بسبب الضغط في الظروف الحافظة للحرارة. هذا ما يحدث في تكوين السحب والتيارات الحرارية على نطاق واسع. في الارتفاعات العالية ، يكون هناك ضغط جوي أقل. عندما يتم تسخين الهواء ، فإنه يميل إلى الارتفاع. لأن ضغط الهواء الخارجي منخفض ، سيحاول طرد الهواء الصاعد أن يتوسع. عند التمدد ، تعمل جزيئات الهواء ، وسيؤثر ذلك على درجة حرارتها. هذا هو السبب في انخفاض درجة الحرارة عند الارتفاع.
الشكل 01: عملية Adiabatic
وفقًا للديناميكا الحرارية ، تظل الطاقة في الطرد ثابتة ، ولكن يمكن تحويلها للقيام بأعمال التمدد أو ربما للحفاظ على درجة حرارتها. لا يوجد تبادل حراري مع الخارج. يمكن تطبيق هذه الظاهرة نفسها على ضغط الهواء أيضًا (مثل.g: مكبس). في هذه الحالة ، عندما يضغط طرد الهواء ، تزداد درجة الحرارة. تسمى هذه العمليات بالتسخين والتبريد الحرارى.
ما هو متساوي الحرارة
التغيير متساوي الحرارة هو التغيير الذي يظل فيه النظام عند درجة حرارة ثابتة. لذلك ، dT=0. يمكن أن تكون العملية متساوية الحرارة ، إذا حدثت ببطء شديد وإذا كانت العملية قابلة للعكس. لذلك ، يحدث التغيير ببطء شديد ، هناك وقت كافٍ لضبط التغيرات في درجات الحرارة. علاوة على ذلك ، إذا كان النظام يمكن أن يعمل مثل المشتت الحراري ، حيث يمكنه الحفاظ على درجة حرارة ثابتة بعد امتصاص الحرارة ، فهو نظام متساوي الحرارة.
الشكل 2: تغيير متساوي الحرارة
للحصول على نموذج مثالي في ظروف متساوية الحرارة ، يمكن إعطاء الضغط من المعادلة التالية.
P=nRT / V
منذ العمل ، يمكن اشتقاق المعادلة التالية W=PdV
W=nRT ln (Vf / Vi)
لذلك ، عند درجة حرارة ثابتة ، يحدث التمدد أو الضغط أثناء تغيير حجم النظام. نظرًا لعدم وجود تغيير داخلي للطاقة في عملية متساوية الحرارة (dU=0) ، يتم استخدام كل الحرارة المزودة للقيام بالعمل. هذا ما يحدث في المحرك الحراري.
ما هو الفرق بين ثابت الحرارة ومتساوي الحرارة؟
Adiabatic يعني أنه لا يوجد تبادل حراري بين النظام والمنطقة المحيطة به ، وبالتالي ، ستزداد درجة الحرارة إذا كان ضغطًا ، أو ستنخفض درجة الحرارة في التمدد. في المقابل ، يعني متساوي الحرارة ، لا يوجد تغيير في درجة الحرارة ؛ وبالتالي ، فإن درجة الحرارة في النظام ثابتة. يتم الحصول عليها عن طريق تغيير الحرارة. في ثابت الحرارة dQ=0 ، لكن dT ≠ 0. ومع ذلك ، في التغيرات متساوي الحرارة dT=0 و dQ ≠ 0. لذلك ، هذا هو الفرق الرئيسي بين ثابت الحرارة ومتساوي الحرارة.علاوة على ذلك ، تحدث التغييرات الثابتة للحرارة بسرعة ، في حين أن التغييرات متساوية الحرارة تحدث ببطء شديد.
أدناه معلومات الرسم يلخص الاختلافات بين ثابت الحرارة ومتساوي الحرارة.
ملخص - Adiabatic مقابل متساوي الحرارة
الفرق الرئيسي بين ثابت الحرارة ومتساوي الحرارة هو أن ثابت الحرارة يعني عدم وجود تبادل حراري بين النظام والمنطقة المحيطة به بينما يعني العزل الحراري عدم وجود تغير في درجة الحرارة.
صورة مجاملة:
1. "Adiabatic" (CC BY-SA 3.0) عبر Commons Wikimedia
2. "عملية متساوية الحرارة" بقلم Netheril96 - العمل الخاص (CC0) عبر Commons Wikimedia
