Sự khác biệt chính giữa đoạn nhiệt và đẳng nhiệt là đoạn nhiệt có nghĩa là không có sự trao đổi nhiệt giữa hệ thống và xung quanh trong khi đẳng nhiệt có nghĩa là không có sự thay đổi nhiệt độ.
Theo mục đích hóa học, vũ trụ được chia thành hai phần. Phần mà chúng ta quan tâm được gọi là một hệ thống, và phần còn lại được gọi là xung quanh. Một hệ thống có thể là một sinh vật, một mạch phản ứng hoặc thậm chí là một tế bào đơn lẻ. Các hệ thống được phân biệt theo kiểu tương tác mà chúng có hoặc theo kiểu trao đổi diễn ra.
Hệ thống có thể được phân loại thành hai hệ thống mở và hệ thống đóng. Đôi khi, các vấn đề và năng lượng có thể được trao đổi thông qua các ranh giới của hệ thống. Năng lượng trao đổi có thể có nhiều dạng như năng lượng ánh sáng, nhiệt năng, năng lượng âm thanh, … Nếu năng lượng của một hệ thay đổi do sự chênh lệch nhiệt độ, chúng ta nói rằng đã có một dòng nhiệt. Đoạn nhiệt và đa hướng là hai quá trình nhiệt động lực học, có liên quan đến sự truyền nhiệt trong các hệ thống.
Adiabatic là gì?
Thay đổi đoạn nhiệt là sự thay đổi trong đó không có nhiệt được truyền vào hoặc ra khỏi hệ thống. Sự truyền nhiệt chủ yếu có thể bị dừng lại theo hai cách. Một là bằng cách sử dụng một ranh giới cách nhiệt để không có nhiệt có thể đi vào hoặc thoát ra. Ví dụ, phản ứng được thực hiện trong bình Dewar là đoạn nhiệt. Loại khác của quá trình đoạn nhiệt xảy ra khi một quá trình diễn ra rất nhanh; do đó, không còn thời gian để truyền nhiệt ra vào.
Trong nhiệt động lực học, sự thay đổi đoạn nhiệt được thể hiện bằng dQ=0. Trong những trường hợp này, có một mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ. Do đó, hệ thống phải trải qua những thay đổi do áp suất trong điều kiện đoạn nhiệt. Đây là những gì xảy ra trong quá trình hình thành mây và các dòng đối lưu quy mô lớn. Ở độ cao lớn hơn, có áp suất khí quyển thấp hơn. Khi không khí bị đốt nóng, nó có xu hướng đi lên. Vì áp suất không khí bên ngoài thấp nên khối khí đang bay lên sẽ cố gắng nở ra. Khi giãn nở, các phân tử không khí hoạt động, và điều này sẽ ảnh hưởng đến nhiệt độ của chúng. Đó là lý do tại sao nhiệt độ giảm khi tăng lên.
Hình 01: Quy trình đoạn nhiệt
Theo nhiệt động lực học, năng lượng trong bưu kiện không đổi, nhưng nó có thể được chuyển đổi để thực hiện công việc giãn nở hoặc có thể để duy trì nhiệt độ của nó. Không có sự trao đổi nhiệt với bên ngoài. Hiện tượng tương tự cũng có thể được áp dụng cho quá trình nén không khí (e.g: một pít-tông). Trong tình huống đó, khi nhiệt độ nén của bưu kiện tăng lên. Những quá trình này được gọi là làm nóng và làm mát đoạn nhiệt.
Đẳng nhiệt là gì
Sự thay đổi đẳng nhiệt là sự thay đổi trong đó hệ thống duy trì ở nhiệt độ không đổi. Do đó, dT=0. Một quá trình có thể đẳng nhiệt, nếu nó xảy ra rất chậm và nếu quá trình này là thuận nghịch. Vì vậy, sự thay đổi xảy ra rất chậm, có đủ thời gian để điều chỉnh các biến đổi nhiệt độ. Hơn nữa, nếu một hệ thống có thể hoạt động giống như một bộ tản nhiệt, nơi nó có thể duy trì nhiệt độ không đổi sau khi hấp thụ nhiệt, thì đó là một hệ thống đẳng nhiệt.
Hình 2: Biến đổi đẳng nhiệt
Đối với vật lý tưởng ở điều kiện đẳng nhiệt, áp suất có thể được đưa ra từ phương trình sau.
P=nRT / V
Vì công việc, phương trình sau W=PdV có thể được suy ra.
W=nRT ln (Vf / Vi)
Do đó, ở nhiệt độ không đổi, công việc giãn nở hoặc nén xảy ra trong khi thay đổi âm lượng hệ thống. Vì không có sự thay đổi nội năng trong quá trình đẳng nhiệt (dU=0) nên tất cả nhiệt lượng cung cấp được sử dụng để thực hiện công. Đây là những gì xảy ra trong động cơ nhiệt.
Sự khác biệt giữa Adiabatic và Isothermal là gì?
Đoạn nhiệt có nghĩa là không có sự trao đổi nhiệt giữa hệ thống và xung quanh, do đó, nhiệt độ sẽ tăng lên nếu nó là một nén, hoặc nhiệt độ sẽ giảm khi giãn nở. Ngược lại, đẳng nhiệt có nghĩa là, không có sự thay đổi nhiệt độ; do đó, nhiệt độ trong một hệ thống là không đổi. Điều này có được bằng cách thay đổi nhiệt. Trong đoạn nhiệt dQ=0, nhưng dT ≠ 0. Tuy nhiên, trong sự thay đổi đẳng nhiệt dT=0 và dQ ≠ 0. Vì vậy, đây là sự khác biệt chính giữa đoạn nhiệt và đẳng nhiệt. Hơn nữa, các thay đổi đoạn nhiệt diễn ra nhanh chóng, trong khi các thay đổi đẳng nhiệt diễn ra rất chậm.
Hình ảnh thông tin dưới đây tóm tắt sự khác biệt giữa đoạn nhiệt và đẳng nhiệt.
Tóm tắt - Đoạn nhiệt vs Đẳng nhiệt
Sự khác biệt chính giữa đoạn nhiệt và đẳng nhiệt là đoạn nhiệt có nghĩa là không có sự trao đổi nhiệt giữa hệ thống và xung quanh trong khi đẳng nhiệt có nghĩa là không có sự thay đổi nhiệt độ.
Hình ảnh Lịch sự:
1. “Adiabatic” (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia
2. “Quá trình đẳng nhiệt” của Netheril96 - Công việc riêng (CC0) qua Commons Wikimedia
