Termodinamiğin temel ilkeleri, iki varlık arasındaki enerji transfer modunu kapsar. Söz konusu enerji transferinin gerçekleştiği bir dizi süreç vardır ve bu çeşitli süreçlere termodinamik süreçler denir. Genellikle basınç ve hacim veya sıcaklık ve entropinin fonksiyonları olarak temsil edilirler. Adyabatik ve İzentropik bu tür süreçlerden ikisidir.
Adyabatik ve İzentropik
Adyabatik ve izentropik terimleri arasındaki fark, ilgili enerji aktarım mekanizmasında ve sonuç olarak sistemlerin türünde yatmaktadır. İki terimin farklı anlamları vardır, ancak termodinamik alanıyla ilgili olarak, belirli bir enerji sistemine dayatılan dış koşulları temsil ederler.
Dönem adyabatik ısı transferi olmadığı anlamına gelir, yani enerji transferinde ısı ne kaybedilir ne de kazanılır. Bu nedenle ısı yalıtımlı bir sistem oluşturur. İdeal bir enerji transfer sürecini temsil eder. Tersinir (toplam iç enerjinin değişmediği yerde) veya tersinmez (toplam iç enerjinin değiştiği) olabilir. Adyabatik bir süreçte, sistem ile çevresi arasındaki toplam ısı alışverişi sıfırdır. Sonuç olarak, sistemin iç enerjisindeki değişimi etkileyen tek değişken yapılan iştir.
izotropik idealleştirilmiş bir adyabatik süreci ifade eder - tersine çevrilebilir ve entropide hiçbir değişiklik olmaz. Hem izentropik süreçler hem de adyabatik tersinir süreçler politropik süreçlerin türleridir. Politropik süreçler, PV'ye uyan süreçlerdir. = C. Bu durumda, P basıncı temsil eder, V hacmi temsil eder ve yukarıda bahsedilen iki işlemde n ? ve C bir sabittir. Adyabatik süreçler, kesinlikle termal olarak izole edilmiş bir sistemde meydana gelirken, izentropik süreçler olmayabilir.
Adyabatik ve İzentropik Karşılaştırma Tablosu
| Karşılaştırma Parametreleri | adyabatik | izotropik |
|---|---|---|
| Temel Koşullar | – Mükemmel yalıtımlı sistem – Isı transferini kolaylaştıran hızlı süreç | – Entropi sabit kalmalı– Tersinir |
| İdeal Gaz ilişkisi | geri dönüşümlü: PV? = Sabitgeri döndürülemez: dU = -P(harici) dV (İç enerji, basınç ve hacimdeki değişimin fonksiyonu) | PV? her zaman sabittir |
| Toplam İç Enerji(U = Q + W) | Sistem termal olarak izole edildiğinden iç enerji yapılan işe eşittir (Q = 0) | İç enerji, uygulanan dış ısının ve yapılan işin toplamına eşittir. |
| Entropi Değişimi (ΔS) | tersine çevrilebilir – Entropide değişiklik yokgeri döndürülemez – Net ısı transferi ve sistemin sıcaklığının bir fonksiyonu olarak temsil edilen entropideki değişim. | Entropi değişmeden kalır |
| Olası Kullanım Durumları | Isı patlamasının meteorolojik fenomeni | türbinler |
Adyabatik nedir?
Adyabatik süreçler iki tip olabilir - adyabatik genişleme ve adyabatik sıkıştırma. İdeal bir gazın adyabatik genişlemesinde, sistem içindeki ideal gaz işi yapar ve bu nedenle sistemin sıcaklığı düşer. Sıcaklıktaki düşüş nedeniyle, bu adyabatik soğutmayı oluşturur. Aksine ideal bir gazın adyabatik sıkıştırılmasında, gazdan oluşan sistem üzerinde termal olarak izole edilmiş bir ortamda iş yapılır. Sonuç olarak, gazın sıcaklığı yükselir. Bu, adyabatik ısıtma denilen şeye yol açar. Sonuç olarak, bu özellikler belirli gerçek yaşam uygulamalarında kullanılır. Örneğin soğutma kulelerinde genleşme özellikleri, dizel motorlarda sıkıştırma özellikleri kullanılır.
İzentropik nedir?
İzantropik bir süreç, terimden de anlaşılacağı gibi, net ısı değişiminin olmadığı ve daha da önemlisi sistemin entropisinin sabit olduğu bir süreçtir. Tersinir adyabatik süreçlerde entropi değişimi sıfırdır. Bu nedenle, tüm tersinir adyabatik süreçler aynı zamanda izentropik süreçleri de oluşturur. Ancak, bu durumda her zaman tam tersi ima edilmez. Adyabatik olmayan izentropik süreçler vardır. İzantropik süreçlerde dikkat edilmesi gereken en önemli nokta, değişimin entropi olmamasıdır.
Sistem, pozitif entropiye ve eşit ve zıt negatif entropiye tabi olabilir. Böyle bir durumda, iki entropi değeri birbirini dengelediğinden, entropideki net değişim hala sıfır kalır. Böyle bir sistem adyabatik değildir (çünkü termal olarak izole edilmiş bir sistem değildir) fakat izentropiktir. Çoğu izentropik sistem ayrıca büyük ölçüde sürtünme eksikliği ile karakterize edilir. Bu sürtünme eksikliği, sürecin tersine çevrilebilir ve idealleştirilmiş bir adyabatik süreç olmasını sağlayan şeydir.
Adyabatik ve İzentropik Arasındaki Temel Farklar
Çözüm
Bir termodinamik sürecin alabileceği sayısız yol vardır. Sistemin vermesi gereken çıktı temelinde, basınç, yapılan iş gibi değişkenler üzerinde oynanabilir. Sonuç olarak, benzersiz sonuç kombinasyonları ortaya çıkar. Adyabatik süreçler ve izentropik süreçler, ön koşulların sırasıyla ısı enerjisi ve entropi ile ilgili olduğu farklı termodinamik sistemlerin sonuçları olarak ortaya çıkar. Sistemik koşullarında farklılık gösterseler de, birbirini dışlayan sistemler değildirler. Hem adyabatik süreçler hem de izentropik süreçler gerçek hayatta önemli kullanım örneklerine sahiptir.
Referanslar
1. https://sci-hub.se/https://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119/1.1973642. http://www.asimow.com/reprints/PhilTrans_355_255.pdf3.
