Unterschied zwischen adiabatischem und polytropischem

Das Hauptunterschied zwischen adiabatischen und polytropischen Prozessen ist das Bei adiabatischen Prozessen tritt keine Wärmeübertragung auf, wohingegen bei polytropischen Prozessen Wärmeübertragung stattfindet.

In der Chemie teilen wir das Universum in zwei Teile. Der Teil, den wir studieren werden, ist „ein System“ und der Rest ist „die Umgebung“. Ein System kann ein Organismus, ein Reaktionsgefäß oder sogar eine einzelne Zelle sein. Wir können Systeme durch die Art ihrer Interaktionen oder durch die Art des Austauschs voneinander unterscheiden. Wir können Systeme in zwei Gruppen als offene und geschlossene Systeme klassifizieren. Manchmal können Materie und Energie durch die Systemgrenzen gehen. Die ausgetauschte Energie kann verschiedene Formen annehmen, z. B. Lichtenergie, Wärmeenergie, Schallenergie usw. Wenn sich die Energie eines Systems aufgrund einer Temperaturdifferenz ändert, sagen wir, dass es einen Wärmefluss gegeben hat. Adiabatisch und Polytrop sind zwei thermodynamische Prozesse, die sich auf die Wärmeübertragung in Systemen beziehen.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist adiabatisch?
3. Was ist Polytropisch?
4. Side-by-Side-Vergleich - Adiabatic vs. Polytropic in Tabellenform
5. Zusammenfassung

Was ist adiabatisch??

Adiabatische Veränderung ist diejenige, bei der keine Wärme in das System hinein oder aus ihm heraus übertragen wird. Diese Begrenzung der Wärmeübertragung tritt hauptsächlich auf zwei Wegen auf. Zum einen wird eine wärmeisolierte Begrenzung verwendet, damit keine Wärme eindringen oder existieren kann. Zum Beispiel ist eine Reaktion, die wir in einem Dewar-Kolben durchführen, adiabatisch. Zweitens geschieht ein adiabatischer Prozess, wenn ein Prozess sehr schnell vonstatten geht; So bleibt keine Zeit mehr, um Wärme ein- und auszutragen.

In der Thermodynamik können wir adiabatische Änderungen als dQ = 0 zeigen, wobei Q Wärmeenergie ist. In diesen Fällen besteht ein Zusammenhang zwischen Druck und Temperatur. Daher ändert sich das System aufgrund des Drucks unter adiabatischen Bedingungen.

Denken Sie zum Beispiel daran, was bei Wolkenbildung und großen Konvektionsströmungen geschieht. In höheren Lagen herrscht ein niedrigerer Luftdruck. Wenn sich Luft erwärmt, neigt sie dazu, nach oben zu steigen. Da der Außenluftdruck niedrig ist, versucht das aufsteigende Luftpaket zu expandieren. Beim Ausdehnen funktionieren die Luftmoleküle, und dies ändert ihre Temperatur. Deshalb sinkt die Temperatur beim Ansteigen.

Abbildung 01: Cloud-Formation ist ein Beispiel für einen adiabatischen Prozess

Gemäß der Thermodynamik bleibt die Energie im Luftpaket konstant, es kann jedoch in verschiedene Energieformen umgewandelt werden (für die Expansionsarbeit oder möglicherweise für die Aufrechterhaltung der Temperatur). Es findet jedoch kein Wärmeaustausch mit der Außenseite statt. Dasselbe Phänomen können wir auch auf die Luftkompression anwenden (z. B. einen Kolben). In dieser Situation steigt die Temperatur, wenn das Luftpaket komprimiert wird. Diese Prozesse werden als adiabatisches Heizen und Kühlen bezeichnet.

Was ist Polytropisch??

Polytropischer Prozess tritt mit einer Wärmeübertragung auf. Die Wärmeübertragung geschieht dabei reversibel.

Abbildung 02: Das Blasen eines Ballons in der heißen Sonne ist ein Beispiel für einen polytropischen Prozess

Wenn ein Gas diese Art der Wärmeübertragung durchläuft, gilt für einen polytropischen Prozess die folgende Gleichung.

PVn = konstant

Wo P der Druck ist, ist V das Volumen und n ist eine Konstante. Um den PV im polytropischen Gasexpansions- / Kompressionsprozess konstant zu halten, findet also ein Austausch von Wärme und Arbeit zwischen dem System und der Umgebung statt. Daher ist Polytropie ein nicht adiabatischer Prozess.

Was ist der Unterschied zwischen Adiabaten und Polytropen??

Adiabatische Änderung ist diejenige, bei der keine Wärme in das System hinein oder aus dem System heraus übertragen wird, während der Polytrop-Prozess mit einer Wärmeübertragung stattfindet. Der Hauptunterschied zwischen adiabatischen und polytropischen Prozessen besteht daher darin, dass bei adiabatischen Prozessen keine Wärmeübertragung stattfindet, während bei polytropischen Prozessen Wärmeübertragung stattfindet. Darüber hinaus gilt die Gleichung dQ = 0 für den adiabatischen Prozess, während die Gleichung PVn = konstant für den Polytrop-Prozess gilt.

Zusammenfassung - Adiabatic vs Polytropic

Adiabatische und polytrope Prozesse sind zwei wichtige thermodynamische Prozesse. Der Hauptunterschied zwischen adiabatischen und polytropischen Prozessen besteht darin, dass bei adiabatischen Prozessen keine Wärmeübertragung stattfindet, während bei polytropischen Prozessen Wärmeübertragung stattfindet.

Referenz:

1. Libretexte "3.6: Adiabatische Prozesse für ein ideales Gas." Physics LibreTexts, Libretexts, 11. März 2018. Hier verfügbar  

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