Sự khác biệt chính giữa quy trình đoạn nhiệt và quy trình đa hướng là trong quy trình đoạn nhiệt không xảy ra truyền nhiệt trong khi trong quy trình đa hướng thì truyền nhiệt xảy ra.
Trong hóa học, chúng ta chia vũ trụ thành hai phần. Phần chúng ta sẽ nghiên cứu là "một hệ thống", và phần còn lại 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. Chúng ta có thể phân biệt các hệ thống với nhau bằng loại tương tác mà chúng có hoặc bằng các loại trao đổi diễn ra. Chúng ta có thể phân loại hệ thống thành hai nhóm là hệ thống mở và hệ thống đóng. Đôi khi các vấn đề và năng lượng có thể vượt qua 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 liên quan đến sự truyền nhiệt trong các hệ thống.
Adiabatic là gì?
Thay đổi đoạn nhiệt là thay đổi trong đó không có nhiệt được truyền vào hoặc ra khỏi hệ thống. Hạn chế truyền nhiệt này chủ yếu xảy ra theo hai cách. Một là sử dụng ranh giới cách nhiệt để không có nhiệt xâm nhập hoặc tồn tại. Ví dụ, một phản ứng mà chúng tôi thực hiện trong bình Dewar là đoạn nhiệt. Thứ hai, một 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, chúng ta có thể biểu diễn sự thay đổi đoạn nhiệt dưới dạng dQ=0 trong đó Q là nhiệt năng. Trong những trường hợp này, có một mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ. Do đó, hệ thống thay đổi do áp suất trong điều kiện đoạn nhiệt.
Ví dụ, hãy nghĩ điều gì xảy ra trong quá trình hình thành đám mây và các dòng đối lưu quy mô lớn. Ở độ cao lớn hơn, có áp suất khí quyển thấp hơn. Khi không khí nóng lên, 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 làm thay đổi nhiệt độ của chúng. Đó là lý do tại sao nhiệt độ giảm khi tăng.
Hình 01: Sự hình thành đám mây là một ví dụ về quá trình đoạn nhiệt
Theo nhiệt động lực học, năng lượng trong khối khí không đổi, nhưng nó có thể được chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác nhau (để thực hiện công việc giãn nở hoặc có thể để duy trì nhiệt độ của nó). Tuy nhiên, không có sự trao đổi nhiệt với bên ngoài. Chúng ta cũng có thể áp dụng hiện tượng này 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.
Polytropic là gì?
Quá trình đa hình xảy ra với sự truyền nhiệt. Tuy nhiên, quá trình truyền nhiệt diễn ra thuận nghịch.
Hình 02: Thổi Bong bóng trong Mặt trời Nóng là một ví dụ cho quá trình đa hướng
Khi một chất khí trải qua kiểu truyền nhiệt này, phương trình sau đúng cho quá trình đa hình.
PVn=hằng số
Trong đó P là áp suất, V là thể tích và n là hằng số. Do đó, để giữ PV không đổi trong quá trình nén / giãn nở khí đa hướng, cả sự trao đổi nhiệt và công xảy ra giữa hệ thống và xung quanh. Do đó, polytropic là một quá trình không đoạn nhiệt.
Sự khác biệt giữa Adiabatic và Polytropic là gì?
Thay đổi đoạn nhiệt là sự thay đổi trong đó không có nhiệt được truyền vào hoặc ra khỏi hệ thống trong khi quá trình đa hướng xảy ra với sự truyền nhiệt. Do đó, sự khác biệt cơ bản giữa quá trình đoạn nhiệt và quá trình đa hướng là trong quá trình đoạn nhiệt không xảy ra sự truyền nhiệt trong khi trong quá trình đa hướng thì sự truyền nhiệt xảy ra. Hơn nữa, phương trình dQ=0 đúng cho quá trình đoạn nhiệt trong khi phương trình PVn=hằng số đúng cho quá trình đa hướng.
Tóm tắt - Adiabatic vs Polytropic
Quá trình đoạn nhiệt và quá trình đa hướng là hai quá trình nhiệt động quan trọng. Sự khác biệt chính giữa quy trình đoạn nhiệt và quy trình đa hướng là trong quy trình đoạn nhiệt không xảy ra truyền nhiệt trong khi trong quy trình đa hướng thì truyền nhiệt xảy ra.
