Der Hauptunterschied zwischen adiabatischen und isentropischen Prozessen besteht darin, dass adiabatische Prozesse entweder reversibel oder irreversibel sein können, während ein isentropischer Prozess ein reversibler Prozess ist.
In der Chemie teilen wir das Universum in zwei Teile. Der Teil, der uns interessiert, ist ein System, und der Rest ist die Umgebung. Ein System kann ein Organismus, ein Reaktionsgefäß oder sogar eine einzelne Zelle sein. Wir können die Systeme nach der Art ihrer Interaktionen oder nach den Arten des stattfindenden Austauschs unterscheiden. Manchmal tauschen sich Materie und Energie über die Systemgrenzen hinweg aus. Die ausgetauschte Energie kann verschiedene Formen annehmen, wie Lichtenergie, Wärmeenergie, Schallenergie usw. Ändert sich die Energie eines Systems aufgrund einer Temperaturdifferenz, spricht man von einem Wärmefluss. Einige Prozesse beinh alten jedoch Temperaturschwankungen, aber keinen Wärmefluss; diese sind als adiabatische Prozesse bekannt. Ein isentroper Prozess ist eine Art adiabatischer Prozess.
Was sind adiabatische Prozesse?
Adiabatische Änderung ist eine Änderung, bei der keine Wärme in das System hinein oder aus ihm heraus übertragen wird. Die Wärmeübertragung kann hauptsächlich auf zwei Arten gestoppt werden. Eine besteht darin, eine thermisch isolierte Begrenzung zu verwenden, damit keine Wärme ein- oder austreten kann. Beispielsweise ist eine Reaktion, die in einem Dewar-Kolben auftritt, adiabat. Die andere Methode, bei der ein adiabatischer Prozess stattfinden kann, ist, wenn ein Prozess sehr schnell stattfindet; somit bleibt keine Zeit mehr, Wärme rein und raus zu übertragen.
In der Thermodynamik zeigen wir die adiabatischen Änderungen bei dQ=0. In diesen Fällen besteht eine Beziehung zwischen dem Druck und der Temperatur. Daher erfährt das System Änderungen aufgrund des Drucks unter adiabatischen Bedingungen. Dies geschieht bei Wolkenbildung und großräumigen Konvektionsströmungen. In höheren Lagen herrscht ein niedrigerer atmosphärischer Druck. Wenn sich Luft erwärmt, neigt sie dazu, nach oben zu steigen. Da der Außenluftdruck niedrig ist, versucht das aufsteigende Luftpaket, sich auszudehnen. Beim Ausdehnen arbeiten die Luftmoleküle, und dies wirkt sich auf ihre Temperatur aus. Deshalb sinkt die Temperatur beim Aufstehen.
Abbildung 01: Adiabatischer Prozess in einem Graphen
Laut Thermodynamik bleibt die Energie im Paket konstant, kann aber umgewandelt werden, um die Expansionsarbeit zu leisten oder seine Temperatur zu h alten. Es findet kein Wärmeaustausch mit der Außenwelt statt. Dasselbe Phänomen gilt auch für die Luftkompression (z. B. ein Kolben). In dieser Situation steigt die Temperatur, wenn das Luftpaket komprimiert wird. Diese Prozesse nennt man adiabatische Erwärmung und Abkühlung.
Was sind isentrope Prozesse?
Spontane Prozesse erhöhen die Entropie des Universums. Wenn dies geschieht, kann entweder die Systementropie oder die umgebende Entropie zunehmen. Ein isentroper Prozess findet statt, wenn die Systementropie konstant bleibt.
Abbildung 02: Ein isentropischer Prozess
Ein reversibler adiabatischer Prozess ist ein Beispiel für einen isentropen Prozess. Außerdem sind die konstanten Parameter in einem isentropischen Prozess Entropie, Gleichgewicht und Wärmeenergie.
Was ist der Unterschied zwischen adiabatischen und isentropen Prozessen?
Ein adiabatischer Prozess ist ein Prozess, bei dem keine Wärmeübertragung stattfindet, während ein isentroper Prozess ein idealisierter thermodynamischer Prozess ist, der sowohl adiabat als auch reversibel ist. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen adiabatischen und isentropen Prozessen darin, dass adiabatische Prozesse entweder reversibel oder irreversibel sein können, während isentrope Prozesse reversibel sind. Darüber hinaus findet ein adiabatischer Prozess ohne Wärmeübertragung zwischen dem System und der Umgebung statt, während ein isentroper Prozess ohne Irreversibilität und ohne Wärmeübertragung abläuft.
Zusammenfassung – Adiabatische vs. isentropische Prozesse
Ein adiabatischer Prozess ist ein Prozess, bei dem keine Wärmeübertragung stattfindet. Ein isentroper Prozess ist ein idealisierter thermodynamischer Prozess, der sowohl adiabat als auch reversibel ist. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen adiabatischen und isentropen Prozessen darin, dass adiabatische Prozesse entweder reversibel oder irreversibel sein können, während isentrope Prozesse reversibel sind.
