Adiabatique vs isotherme

Aux fins de la chimie, l'univers est divisé en deux parties. La partie qui nous intéresse s'appelle un système, et le reste s'appelle l'environnement. Un système peut être un organisme, un récipient de réaction ou même une seule cellule. Les systèmes se distinguent par le type d'interactions qu'ils ont ou par les types d'échanges qui ont lieu. Les systèmes peuvent être classés en deux en tant que systèmes ouverts et systèmes fermés. Parfois, les matières et l'énergie peuvent être échangées à travers les limites du système. L'énergie échangée peut prendre plusieurs formes telles que l'énergie lumineuse, l'énergie thermique, l'énergie sonore, etc. Si l'énergie d'un système change en raison d'une différence de température, nous disons qu'il y a eu un flux de chaleur. Adiabatique et polytropique sont deux processus thermodynamiques liés au transfert de chaleur dans les systèmes.

Adiabatique

Le changement adiabatique est celui dans lequel aucune chaleur n'est transférée dans ou hors du système. Le transfert de chaleur peut être principalement arrêté de deux manières. La première consiste à utiliser une limite thermiquement isolée, afin qu'aucune chaleur ne puisse entrer ou exister. Par exemple, une réaction effectuée dans un ballon Dewar est adiabatique. L'autre type de processus adiabatique se produit lorsqu'un processus a lieu varie rapidement; ainsi, il n'y a plus de temps pour transférer la chaleur à l'intérieur et à l'extérieur. En thermodynamique, les changements adiabatiques sont indiqués par dQ = 0. Dans ces cas, il existe une relation entre la pression et la température. Par conséquent, le système subit des changements dus à la pression dans des conditions adiabatiques. C'est ce qui se passe dans la formation des nuages ​​et les courants de convection à grande échelle. À des altitudes plus élevées, la pression atmosphérique est plus basse. Lorsque l'air est chauffé, il a tendance à monter. Parce que la pression de l'air extérieur est faible, la parcelle d'air montante essaiera de se dilater. Lors de l'expansion, les molécules d'air fonctionnent, ce qui affectera leur température. C'est pourquoi la température diminue lors de la montée. Selon la thermodynamique, l'énergie dans la parcelle est restée constante, mais elle peut être convertie pour faire le travail d'expansion ou peut-être pour maintenir sa température. Il n'y a pas d'échange de chaleur avec l'extérieur. Ce même phénomène peut également s'appliquer à la compression de l'air (ex: un piston). Dans cette situation, lorsque le colis d'air comprime, la température augmente. Ces processus sont appelés chauffage et refroidissement adiabatiques.

Isotherme

Le changement isotherme est celui dans lequel le système reste à température constante. Par conséquent, dT = 0. Un processus peut être isotherme s'il se déroule très lentement et s'il est réversible. Pour que le changement se fasse très lentement, il y a suffisamment de temps pour ajuster les variations de température. De plus, si un système peut agir comme un dissipateur de chaleur, où il peut maintenir une température constante après avoir absorbé la chaleur, il s'agit d'un système isotherme. Pour un a idéal dans des conditions isothermes, la pression peut être donnée à partir de l'équation suivante.

P = nRT / V

Depuis le travail, W = PdV suivant l'équation peut être dérivée.

W = nRT ln (Vf / Vi).

Par conséquent, à température constante, le travail d'expansion ou de compression se produit lors du changement du volume du système. Puisqu'il n'y a pas de changement d'énergie interne dans un processus isotherme (dU = 0), toute la chaleur fournie est utilisée pour le travail. C'est ce qui se passe dans un moteur thermique.