ההבדל העיקרי בין תהליכים אדיאבטים ואיזנטרופיים הוא שתהליכים אדיאבטים יכולים להיות הפיכים או בלתי הפיכים, בעוד שתהליך איזנטרופי הוא תהליך הפיך.
בכימיה, אנו מחלקים את היקום לשני חלקים. החלק שאנו מעוניינים בו הוא מערכת, והשאר הוא הסביבה. מערכת יכולה להיות אורגניזם, כלי תגובה או אפילו תא בודד. אנו יכולים להבחין בין המערכות לפי סוג האינטראקציות שיש להן או לפי סוגי ההחלפות שמתרחשות. לפעמים, חומר ואנרגיה מחליפים דרך גבולות המערכת. האנרגיה המוחלפת יכולה ללבוש מספר צורות כגון אנרגיית אור, אנרגיית חום, אנרגיית קול וכו'.אם האנרגיה של מערכת משתנה בגלל הפרש טמפרטורה, אנו אומרים שהייתה זרימת חום. עם זאת, תהליכים מסוימים כוללים שינויים בטמפרטורה אך ללא זרימת חום; אלה ידועים כתהליכים אדיאבטיים. תהליך איזנטרופי הוא סוג של תהליך אדיאבטי.
מהם תהליכים אדיאבטיים?
שינוי אדיאבטי הוא שינוי שבו לא מועבר חום למערכת או החוצה ממנה. ניתן להפסיק את העברת החום בעיקר בשתי דרכים. האחת היא באמצעות גבול מבודד תרמי כך ששום חום לא יכול להיכנס או לצאת. לדוגמה, תגובה המתרחשת בבקבוק Dewar היא אדיאבטית. השיטה הנוספת שבה תהליך אדיאבטי יכול להתרחש היא כאשר תהליך מתרחש מהר מאוד; לכן, לא נשאר זמן להעביר חום פנימה והחוצה.
בתרמודינמיקה, אנו מציגים את השינויים האדיאבטיים לפי dQ=0. במקרים אלה, יש קשר בין הלחץ לטמפרטורה. לכן, המערכת עוברת שינויים עקב לחץ בתנאים אדיאבטיים.זה מה שקורה בהיווצרות עננים וזרמי הסעה בקנה מידה גדול. בגבהים גבוהים יותר יש לחץ אטמוספרי נמוך יותר. כאשר האוויר מתחמם, הוא נוטה לעלות. מכיוון שלחץ האוויר בחוץ נמוך, חלקת האוויר העולה תנסה להתרחב. כאשר מתרחבים, מולקולות האוויר אכן פועלות, וזה ישפיע על הטמפרטורה שלהן. זו הסיבה שהטמפרטורה יורדת כשעולים למעלה.
איור 01: תהליך אדיאבטי בתרשים
לפי התרמודינמיקה, האנרגיה בחבילה נשארת קבועה, אך ניתן להמירה לביצוע עבודת ההרחבה או לשמירה על הטמפרטורה שלה. אין חילופי חום עם החוץ. אותה תופעה חלה גם על דחיסת אוויר (למשל, בוכנה). במצב זה, כאשר חבילת האוויר נדחסת, הטמפרטורה עולה.תהליכים אלו נקראים חימום וקירור אדיאבטיים.
מהם תהליכים איזנטרופים?
תהליכים ספונטניים מגבירים את האנטרופיה של היקום. כאשר זה קורה, האנטרופיה של המערכת או האנטרופיה שמסביב עשויה לגדול. תהליך איזנטרופי מתרחש כאשר האנטרופיה של המערכת נשארת קבועה.
איור 02: תהליך איזנטרופי
תהליך אדיאבטי הפיך הוא דוגמה לתהליך איזנטרופי. יתרה מכך, הפרמטרים הקבועים בתהליך איזנטרופי הם אנטרופיה, שיווי משקל ואנרגיית חום.
מה ההבדל בין תהליכים אדיאבטיים ואיזנטרופיים?
תהליך אדיאבטי הוא תהליך שבו לא מתרחשת העברת חום, בעוד שתהליך איזנטרופי הוא תהליך תרמודינמי אידאלי שהוא אדיאבטי וגם הפיך.לפיכך, ההבדל העיקרי בין תהליכים אדיאבטיים לאיזנטרופים הוא שתהליכים אדיאבטים יכולים להיות הפיכים או בלתי הפיכים בעוד שתהליכים איזנטרופיים הפיכים. יתר על כן, תהליך אדיאבטי מתרחש ללא כל מעבר חום בין המערכת לסביבה בעוד תהליך איזנטרופי מתרחש ללא אי-הפיך וללא העברות חום.
סיכום – תהליכים אדיאבטיים לעומת איזנטרופים
תהליך אדיאבטי הוא תהליך שבו לא מתרחשת העברת חום. תהליך איזנטרופי הוא תהליך תרמודינמי אידיאלי שהוא גם אדיאבטי וגם הפיך. מכאן שההבדל העיקרי בין תהליכים אדיאבטים ואיזנטרופיים הוא שתהליכים אדיאבטים יכולים להיות הפיכים או בלתי הפיכים, בעוד שתהליכים איזנטרופים הם הפיכים.
