絕熱過程和等熵過程的關鍵區別在於絕熱過程可以是可逆的,也可以是不可逆的,而等熵過程是可逆的。
在化學中,我們把宇宙分成兩部分。我們感興趣的部分是一個系統,其餘部分是周圍環境。一個系統可以是一個有機體,一個反應容器,甚至是一個細胞。我們可以根據系統之間的相互作用或發生的交換類型來區分它們。有時,物質和能量通過系統邊界交換。交換的能量可以有光能、熱能、聲能等幾種形式。如果一個系統的能量因溫差而改變,我們稱之為存在熱量流動。然而,有些過程涉及溫度變化,但沒有熱流;這些過程被稱為絕熱過程。等熵過程是一種絕熱過程。
目錄
1. 概述和主要區別
2. 什麼是絕熱過程
3. 什麼是等熵過程
4. 並列比較-絕熱過程與等熵過程的表格形式
5. 摘要
什麼是絕熱過程(adiabatic processes)?
絕熱變化是指沒有熱量進入或流出系統的變化。主要有兩種方法可以停止傳熱。或者說一個不能用熱的邊界進入。例如,在杜瓦瓶中發生的反應是絕熱的。絕熱過程發生的另一種方法是,當一個過程發生得非常快時,就沒有時間將熱量進出。
在熱力學中,我們用dQ=0表示絕熱變化。在這些情況下,壓力和溫度之間存在一種關係。因此,在絕熱條件下,系統由於壓力而發生變化。這就是在雲形成和大尺度對流中發生的情況。在高海拔地區,大氣壓力較低。當空氣變熱時,它會上升。因為外界空氣壓力低,上升的空氣包會試圖膨脹。當膨脹時,空氣分子會工作,這會影響它們的溫度。這就是溫度上升時溫度降低的原因。
根據熱力學,包裹體中的能量保持不變,但它可以被轉換來做膨脹功或保持其溫度。與外界沒有熱交換。同樣的現象也適用於空氣壓縮(例如活塞)。在這種情況下,當空氣包壓縮時,溫度升高。這些過程被稱為絕熱加熱和冷卻。
什麼是等熵過程(isentropic processes)?
自發過程增加了宇宙的熵。當這種情況發生時,系統熵或周圍的熵都可能增加。當系統熵保持不變時,就會發生等熵過程。
可逆絕熱過程是等熵過程的一個例子。此外,等熵過程中的常數參數是熵、平衡和熱能。
絕熱的(adiabatic)和等熵過程(isentropic processes)的區別
絕熱過程是不發生傳熱的過程,而等熵過程是理想化的既絕熱又可逆的熱力學過程。因此,絕熱過程和等熵過程的關鍵區別在於絕熱過程可以是可逆的,也可以是不可逆的,而等熵過程是可逆的。此外,絕熱過程發生在系統與周圍環境之間沒有任何熱傳遞,而等熵過程發生時沒有不可逆性,也沒有熱傳遞。
總結 - 絕熱的(adiabatic) vs. 等熵過程(isentropic processes)
絕熱過程是指不發生傳熱的過程。等熵過程是一個理想化的既絕熱又可逆的熱力學過程。因此,絕熱過程和等熵過程的關鍵區別在於絕熱過程可以是可逆的,也可以是不可逆的,而等熵過程是可逆的。
引用
1“熱力學定律I”,《熱力學與統計力學導論》,2005年,第14-31頁。,doi:10.1002/047168175x.ch3。