Adiabatico vs isotermico: matrici comparative esaustive e fatti dettagliati

Entrambi Adiabatico e Isotermico i processi sono parte integrante della termodinamica ma entrambi sono totalmente diversi l'uno dall'altro.

Un processo adiabatico si svolge in modo tale che nessun calore entri o esca dal sistema durante l'intero processo, ad es

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Un processo isotermico è un processo in cui la temperatura rimane costante durante l'intero processo, ad es

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Processo adiabatico vs processo isotermico

Le principali differenze tra processo adiabatico e isotermico sono elencate di seguito:

Processo adiabaticoProcesso isotermico
Il trasferimento di calore avviene durante il processo.Nessuno trasferimento di calore e massa durante il processo.
La temperatura rimane costante.La temperatura di un processo adiabatico cambia a causa della variazione interna del sistema.
Il lavoro svolto è dovuto al trasferimento di calore netto nel sistema.Il lavoro svolto è principalmente il risultato del cambiamento Energia interna all'interno del sistema.
La trasformazione nel sistema è molto lentaLa trasformazione si verifica nel sistema è molto veloce.
Per mantenere la temperatura costante, avvengono addizioni e sottrazioni di calore.Non c'è alcun cambiamento di calore, quindi non avviene alcuna aggiunta o sottrazione di calore

Curva adiabatica vs curva isotermica

Alcune differenze possono essere osservate nel mezzo Adiabatico e Isotermico processi dipendenti dalle variazioni di pressione, volume, temperatura ecc. durante il processo.

Curva adiabaticaCurva isotermica
Questa curva è una rappresentazione della relazione tra pressione e volume di una data massa di gas quando non c'è variazione di temperatura durante l'intero processo.Questa curva è una rappresentazione della relazione tra pressione e volume di una data massa di gas quando non c'è trasferimento di calore durante l'intero processo.
È rappresentato dall'equazione PV=costante è rappresentato dall'equazione Questa immagine ha un attributo alt vuoto; il suo nome file è image-39.png
  
adiabatico vs isotermico
Diagramma fotovoltaico del percorso isotermico e adiabatico

Immagine di credito: lumenlearning

Nella figura sopra sono rappresentate sia le curve isotermiche che quelle adiabatiche. Entrambi i processi Isotermico

Questa immagine ha un attributo alt vuoto; il suo nome file è image-38.png

e Adiabatico (Q=0) partono dallo stesso punto A. In caso di processo isotermico per mantenere la temperatura costante, avviene il trasferimento di calore tra il sistema e l'ambiente circostante per cui durante il processo isotermico è necessario lavorare di più.

La pressione rimane più alta nel processo isotermico rispetto al processo adiabatico generando più lavoro. La temperatura e la pressione finali per il percorso adiabatico (punto C) sono inferiori alla curva isotermica che indica un valore inferiore sebbene il volume finale di entrambi i processi sia lo stesso.

Espansione adiabatica vs espansione isotermica

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Curve PV per l'espansione adiabatica vs isotermica

Immagine di credito: A_level_Fisica

Nella figura sopra rappresenta l'isotermico e espansione adiabatica di un gas ideale che inizialmente è ad una pressione p1.

Per entrambi Espansione adiabatica e isotermica il volume inizia da Ve finisce in V2 (V2> V1). Se integriamo le curve nella figura sopra , otterremo un lavoro positivo per entrambi i casi che implicano che il lavoro svolto è svolto solo dal sistema.

In caso di processo di espansione, Wisotermo>Wadiabatico .

Ciò significa che l'espansione isotermica è maggiore lavoro rispetto a adiabatico espansione.

Lavoro svolto in un adiabatico processi ,

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Lavoro svolto in un processo di espansione isotermica

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 Nell'espansione adiabatica il lavoro è svolto dal gas il che implica che il lavoro svolto è positivo, poiché Ti >Tf  la temperatura del gas si abbassa. La pressione finale ottenuta in un'espansione adiabatica è inferiore alla pressione finale dell'espansione isotermica. L'area sotto la curva isotermica è maggiore di quella sotto la curva adiabatica, il che implica più lavoro svolto dall'espansione isotermica rispetto all'espansione adiabatica.

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Umidificazione adiabatica vs isotermica

Sia nei processi di umidificazione adiabatica che isotermica, sono necessari circa 1000 BTU per libbra (2.326 KJ/kg) di acqua per trasformare l'acqua da liquido a vapore.

L'umidificazione si verifica quando l'acqua ha assorbito abbastanza calore da evaporare. Due metodi comuni di umidificazione utilizzati sono: isotermico e adiabatico. Nell'umidificazione isotermica, l'acqua bollente è la principale fonte di energia. Nell'umidificazione adiabatica, l'aria circostante viene utilizzata come fonte di energia.

 Nell'umidificazione adiabatica, l'aria e l'acqua sono a diretto contatto, che non viene riscaldata. Generalmente è necessario un mezzo bagnato o un meccanismo di spruzzatura per spruzzare acqua direttamente nell'aria e il calore dall'atmosfera circostante provoca l'evaporazione dell'acqua.

Nell'umidificazione isotermica, il vapore viene prodotto dall'energia esterna e il vapore viene iniettato direttamente nell'aria. Una fonte di energia esterna come il gas naturale, elettricità o una caldaia a vapore è sempre necessario per il processo di umidificazione a vapore. Queste fonti di energia trasferiscono energia all'acqua nella sua forma liquida e quindi avviene la trasformazione del liquido in vapore.

L'umidificazione isotermica e adiabatica sono utilizzate in applicazioni commerciali e industriali per mantenere un livello di umidità prestabilito nelle aree di lavoro.

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Processi di umidificazione adiabatica e isotermica

Immagine di credito: pdfs.semanticscholar.org

Quanto sopra diagramma rappresenta il processo psicometrico per umidificazione sia adiabatica o evaporativa che isotermica o a vapore. Per umidificare l'aria fino alla condizione di set point, per l'umidificazione adiabatica l'aria segue il percorso da D a C e nel caso di umidificazione isotermica l'aria segue il percorso da B a C.

Per entrambi i processi di umidificazione è necessaria una fonte di energia esterna per riscaldare l'aria prima dell'umidificazione da A a B e da A a D.

Lavoro svolto Adiabatico vs Isotermico

Il processo isotermico segue PV=costante mentre il processo adiabatico segue PV=costante dove ꝩ>1.

In caso di processi sia di espansione che di compressione isotermica, il lavoro svolto è maggiore dell'entità del lavoro svolto per un processo adiabatico. Sebbene il lavoro svolto durante una compressione adiabatica sia meno negativo della compressione isotermica, la quantità di lavoro viene confrontata solo in termini di grandezza.

Lavoro svolto in un processo adiabatico

Lavoro svolto in un processo adiabatico

lavoro adiabatico svolto

Lavoro svolto in un processo isotermico

Lavoro isotermico svolto

Modulo di massa adiabatico vs isotermico

Usando il Modulo di massa di un gas possiamo misurarne la comprimibilità.

Quando viene applicata una pressione uniforme su un gas, il rapporto tra la variazione di pressione del gas e la deformazione volumetrica entro i limiti elastici è chiamato modulo di massa. K è usato per indicare il modulo di massa.

Immagine di credito: concetti-di-fisica.com

modulo di massa
La compressione di un gas dovuta all'applicazione della pressione

Image credit: concetti-di-fisica.com

Modulo di volume, K=- VdP/dV

Il segno negativo indica quando il gas viene compresso a causa dell'applicazione della pressione, il volume del gas diminuisce.

Sia nel processo adiabatico che isotermico si osserva una variazione di pressione di un gas.

Per processo isotermico, PV=costante

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In caso di processo isotermico, il modulo di massa è uguale alla sua pressione.

Per il processo adiabatico,

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Diagramma FV adiabatico vs isotermico

Un diagramma FV è più ampiamente utilizzato in termodinamica per descrivere le corrispondenti variazioni di pressione e volume in un sistema. Ogni punto del diagramma rappresenta il diverso stato di un gas.

Diagramma fotovoltaico del processo isotermico e Adiabatico Il processo è simile ma il grafico isotermico è più inclinato.

                                                            

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Processo isotermico, credito immagine: educazione energetica
Un PV isotermico 14
Processo adiabatico, credito immagine: educazione energetica

Image credit: fisica.stackexchange

Dal PV diagramma del processo isotermico, possiamo vedere un gas ideale mantenere una temperatura costante scambiando calore con l'ambiente circostante. D'altra parte PV diagramma del processo adiabatico rappresenta un gas ideale con variazioni di temperatura non mantenendo alcuno scambio termico tra il sistema e l'ambiente circostante.