Adiabātiskās un izolētās sistēmas
Adiabātiskais process ir process, kurā neto siltuma pārnese uz darba gāzi ir nulle. Izolēta sistēma ir sistēma, kas ir pilnībā slēgta no apkārtnes. Termodinamikā ļoti svarīgi ir adiabātiskie procesi un izolētās sistēmas. Lai izprastu jēdzienus gan klasiskajā, gan statistiskajā termodinamikā, ir nepieciešama laba izpratne par šīm divām tēmām kopā ar citiem iesaistītajiem terminiem. Mēs sastopamies ar adiabātiskiem procesiem un izolētām sistēmām, kas ir gandrīz ideāli piemērotas mūsu ikdienas dzīvē. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir izolēta sistēma un adiabātiskais process, to definīcijas, pārējie ar šiem abiem saistītie termini, izolēto sistēmu un adiabātisko procesu līdzība, daži piemēri šiem abiem un visbeidzot atšķirība starp izolētām sistēmām un adiabātiskie procesi.
Kas ir izolēta sistēma?
Izolēta sistēma ir sistēma, kurā ar apkārtni nav iespējama vielas vai enerģijas pārnese. Tas ir ļoti svarīgs termodinamikas jēdziens. Tiek saglabāts izolētās sistēmas kopējais vielas un enerģijas daudzums. Termodinamikā ir trīs citas sistēmas. Slēgta sistēma ir sistēma, kurā enerģijas pārnešana ar apkārtējo ir iespējama, bet vielas pārnešana nav iespējama. Atvērta sistēma ir sistēma, kurā gan enerģiju, gan vielu var pārnest ar apkārtējo. Termosa kolba ir labākais piemērs, kas mūsu ikdienā atrodams izolētai sistēmai. Lai arī Visuma apkārtne nav definēta, Visums tiek uzskatīts par izolētu sistēmu. Tāpēc jebkurai sistēmai apkārtne ir vienāda ar sistēmu, kas noņemta no Visuma. Pieņemsim, ka pastāv izolēta sistēma,kas patiešām darbojas apkārtējos. Tā kā enerģijas apmaiņa starp sistēmu un apkārtējo nav iespējama, procesam jābūt adiabātiskam procesam. Var redzēt, ka visas izolētās sistēmas ir adiabātiskas.
Kas ir adiabātiskais process?
Adiabātiskais process ir process, kurā siltums netiek nodots starp sistēmu un apkārtni. Adiabātiskie procesi var notikt galvenokārt divējādi. Pirmā metode ir ar izolētu sistēmu, kuras tilpumu var mainīt. Jebkurš process, kas notiek šādos apstākļos, ir adiabātisks process. Otra metode ir veikt darbu pie sistēmas nenozīmīgā laika intervālā. Tādā veidā siltuma pārnešana starp sistēmu un apkārtni nav iespējama. Cauruļu piepildīšanai izmantotā gāzes sūkņa saspiešana ir labs adiabātiskā procesa piemērs. Gāzes brīva izplešanās ir arī adiabātisks process. Adiabātiskie procesi ir pazīstami arī kā izokaloriski procesi.
Kāda ir atšķirība starp adiabātisko procesu un izolēto sistēmu?
• Izolētām sistēmām ir atļauti tikai adiabātiskie procesi, bet ne visi adiabātiskie procesi tiek veikti uz izolētām sistēmām.
• Adiabātiskais process tiek definēts kā sistēmas stāvokļu secība, turpretī izolētā sistēma ir sistēmas veids.
• Adiabātiskie procesi var notikt arī slēgtās sistēmās.
