Adiabático vs Isotérmico

Para el propósito de la química, el universo se divide en dos partes. La parte que nos interesa se llama sistema y el resto se llama entorno. Un sistema puede ser un organismo, un recipiente de reacción o incluso una sola célula. Los sistemas se distinguen por el tipo de interacciones que tienen o por los tipos de intercambios que tienen lugar. Los sistemas se pueden clasificar en dos como sistemas abiertos y sistemas cerrados. A veces, los asuntos y la energía se pueden intercambiar a través de los límites del sistema. La energía intercambiada puede tomar varias formas, como energía luminosa, energía térmica, energía acústica, etc. Si la energía de un sistema cambia debido a una diferencia de temperatura, decimos que ha habido un flujo de calor. Adiabático y politrópico son dos procesos termodinámicos, que están relacionados con la transferencia de calor en los sistemas.

Adiabático

El cambio adiabático es aquel en el que no se transfiere calor dentro o fuera del sistema. La transferencia de calor se puede detener principalmente de dos maneras. Una es mediante el uso de un límite aislado térmicamente, de modo que no pueda entrar ni existir calor. Por ejemplo, una reacción llevada a cabo en un matraz Dewar es adiabática. El otro tipo de proceso adiabático ocurre cuando tiene lugar un proceso que varía rápidamente; por lo tanto, no queda tiempo para transferir el calor hacia adentro y hacia afuera. En termodinámica, los cambios adiabáticos se muestran con dQ = 0. En estos casos, existe una relación entre la presión y la temperatura. Por lo tanto, el sistema sufre cambios debido a la presión en condiciones adiabáticas. Esto es lo que sucede en la formación de nubes y corrientes conveccionales a gran escala. A mayores altitudes, hay una presión atmosférica más baja. Cuando se calienta el aire, tiende a subir. Debido a que la presión del aire exterior es baja, el paquete de aire ascendente intentará expandirse. Al expandirse, las moléculas de aire funcionan, y esto afectará su temperatura. Es por eso que la temperatura se reduce al subir. Según la termodinámica, la energía en la parcela se mantiene constante, pero se puede convertir para realizar el trabajo de expansión o tal vez para mantener su temperatura. No hay intercambio de calor con el exterior. Este mismo fenómeno se puede aplicar a la compresión de aire también (por ejemplo: un pistón). En esa situación, cuando el paquete de aire se comprime, la temperatura aumenta. Estos procesos se denominan calentamiento y enfriamiento adiabáticos.

Isotérmico

El cambio isotérmico es aquel en el que el sistema permanece a temperatura constante. Por lo tanto, dT = 0. Un proceso puede ser isotérmico, si ocurre muy lentamente y si el proceso es reversible. Para que el cambio ocurra muy lentamente, hay tiempo suficiente para ajustar las variaciones de temperatura. Además, si un sistema puede actuar como un disipador de calor, donde puede mantener una temperatura constante después de absorber calor, es un sistema isotérmico. Para un ideal tiene en condiciones isotérmicas, la presión se puede dar a partir de la siguiente ecuación.

P = nRT / V

Desde el trabajo, se puede derivar W = PdV después de la ecuación.

W = nRT ln (Vf / Vi).

Por lo tanto, a temperatura constante, el trabajo de expansión o compresión ocurre mientras se cambia el volumen del sistema. Como no hay cambio de energía interna en un proceso isotérmico (dU = 0), todo el calor suministrado se utiliza para hacer el trabajo. Esto es lo que sucede en un motor térmico.