Các nguyên lý cơ bản của nhiệt động lực học gói gọn trong phương thức truyền năng lượng giữa hai thực thể. Có một số quá trình mà qua đó sự truyền năng lượng đã nói diễn ra, và những quá trình khác nhau này được gọi là các quá trình nhiệt động lực học. Chúng thường được biểu diễn dưới dạng hàm của áp suất và thể tích hoặc nhiệt độ và entropi. Adiabatic và Isentropic là hai trong số các quá trình như vậy.
Adiabatic so với Isentropic
Sự khác biệt giữa các thuật ngữ đoạn nhiệt và đẳng hướng nằm ở cơ chế truyền năng lượng có liên quan và loại hệ thống do đó chúng hoạt động. Hai thuật ngữ có ý nghĩa khác nhau, tuy nhiên đối với lĩnh vực nhiệt động lực học, chúng đại diện cho các điều kiện bên ngoài áp đặt lên một hệ năng lượng cụ thể.
Thời hạn đoạn nhiệt có nghĩa là không có sự truyền nhiệt, tức là nhiệt không bị mất đi cũng như không thu được trong quá trình truyền năng lượng. Do đó, nó tạo thành một hệ thống cách nhiệt. Nó thể hiện một quá trình truyền năng lượng lý tưởng. Nó có thể thuận nghịch (khi tổng nội năng không thay đổi) hoặc không thể đảo ngược (tổng nội năng bị thay đổi). Trong một quá trình đoạn nhiệt, tổng nhiệt lượng trao đổi giữa hệ thống và xung quanh nó bằng không. Kết quả là, biến duy nhất ảnh hưởng đến sự thay đổi nội năng của hệ thống là công việc được thực hiện
Đẳng hướng biểu thị một quá trình đoạn nhiệt lý tưởng - một quá trình có thể đảo ngược và không bị thay đổi entropy. Cả quá trình đẳng hướng và quá trình thuận nghịch đoạn nhiệt đều là loại quá trình đa hướng. Các quá trình đa hướng là những quá trình tuân theo PV = C. Trong trường hợp này, P biểu thị áp suất, V biểu thị thể tích và n trong hai quá trình nói trên là? và C là một hằng số. Các quá trình đoạn nhiệt xảy ra trong một hệ thống cách ly nhiệt nghiêm ngặt trong khi các quá trình đẳng hướng có thể không.
Bảng so sánh giữa Adiabatic và Isentropic
| Các thông số so sánh | Adiabatic | Đẳng hướng |
|---|---|---|
| Điều kiện thiết yếu | - Hệ thống cách nhiệt hoàn hảo - Quá trình nhanh chóng để tạo điều kiện truyền nhiệt | - Entropy phải là một hằng số - Có thể đảo ngược |
| Mối quan hệ Khí lý tưởng | Có thể đảo ngược: PV? = Hằng sốKhông thể đảo ngược: dU = -P(máy lẻ) dV (Hàm thay đổi nội năng, áp suất và thể tích) | PV? luôn luôn là một hằng số |
| Tổng nội năng (U = Q + W) | Nội năng bằng công do hệ được cách ly nhiệt (Q = 0) | Nội năng bằng tổng của nhiệt lượng bên ngoài tác dụng và công |
| Thay đổi Entropy (ΔS) | Có thể đảo ngược - Không thay đổi entropyKhông thể đảo ngược - Sự thay đổi entropi được biểu diễn dưới dạng hàm truyền nhiệt thuần và nhiệt độ của hệ thống. | Entropy vẫn không thay đổi |
| Các trường hợp sử dụng có thể | Hiện tượng khí tượng bùng nổ nhiệt | Tua bin |
Adiabatic là gì?
Quy trình đoạn nhiệt có thể có hai loại - mở rộng đoạn nhiệt và nén đoạn nhiệt. Trong sự giãn nở đoạn nhiệt của khí lý tưởng, khí lý tưởng trong hệ thống thực hiện công việc và do đó nhiệt độ của hệ thống giảm xuống. Do nhiệt độ giảm, điều này tạo thành làm mát đoạn nhiệt. Ngược lại, trong quá trình nén đoạn nhiệt của khí lý tưởng, công việc được thực hiện trên hệ thống chứa khí trong môi trường cách ly về nhiệt. Kết quả là, nhiệt độ của khí tăng lên. Điều này dẫn đến cái được gọi là hệ thống sưởi đoạn nhiệt. Do đó, các thuộc tính này được sử dụng trong các ứng dụng thực tế cụ thể. Ví dụ, đặc tính giãn nở được sử dụng trong tháp giải nhiệt và đặc tính nén được sử dụng trong động cơ diesel
Isentropic là gì?
Như thuật ngữ gợi ý, một quá trình đẳng hướng là một quá trình không có trao đổi nhiệt ròng và quan trọng hơn, entropi của hệ là một hằng số. Trong các quá trình đoạn nhiệt thuận nghịch, sự thay đổi entropi bằng không. Do đó, tất cả các quá trình đoạn nhiệt thuận nghịch cũng tạo thành các quá trình đẳng hướng. Tuy nhiên, điều ngược lại không phải lúc nào cũng được ngụ ý trong trường hợp này. Tồn tại các quá trình đẳng hướng không đoạn nhiệt. Điểm mấu chốt cần lưu ý trong trường hợp quá trình đẳng hướng là sự thay đổi entropi không diễn ra.
Hệ thống có thể tuân theo entropi dương và entropy âm bằng và ngược chiều. Trong trường hợp như vậy, sự thay đổi thực của entropi vẫn bằng không vì hai giá trị entropy cân bằng nhau. Một hệ thống như vậy không đoạn nhiệt (vì nó không phải là một hệ thống cô lập nhiệt) mà là đẳng hướng. Hầu hết các hệ thống đẳng hướng cũng có đặc điểm chính là thiếu ma sát. Sự thiếu ma sát này là điều cho phép quá trình có thể đảo ngược và là một quá trình đoạn nhiệt lý tưởng.
Sự khác biệt chính giữa Adiabatic và Isentropic
Sự kết luận
Có vô số con đường mà một quá trình nhiệt động lực học có thể thực hiện. Trên cơ sở đầu ra mà hệ thống yêu cầu cung cấp, các biến số như áp lực, công việc hoàn thành có thể được điều chỉnh. Kết quả là, các kết hợp độc đáo xuất hiện. Quá trình đoạn nhiệt và quá trình đẳng hướng đều xảy ra như là kết quả của các hệ thống nhiệt động lực học riêng biệt trong đó các điều kiện tiên quyết liên quan đến năng lượng nhiệt và entropi tương ứng. Mặc dù chúng khác nhau về điều kiện hệ thống, chúng không phải là hệ thống loại trừ lẫn nhau. Cả quy trình đoạn nhiệt và quy trình đẳng hướng đều có các trường hợp sử dụng đáng kể trong cuộc sống thực.
Người giới thiệu
1. https://sci-hub.se/https://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119/1.1973642. http://www.asimow.com/reprints/PhilTrans_355_255.pdf3.
