Der Hauptunterschied zwischen adiabatischen und polytropen Prozessen besteht darin, dass bei adiabatischen Prozessen keine Wärmeübertragung stattfindet, während bei polytropen Prozessen Wärmeübertragung stattfindet.
In der Chemie teilen wir das Universum in zwei Teile. Der Teil, den wir untersuchen werden, ist „ein System“, und der Rest ist „die Umgebung“. Ein System kann ein Organismus, ein Reaktionsgefäß oder sogar eine einzelne Zelle sein. Wir können Systeme durch die Art ihrer Interaktionen oder durch die Arten des stattfindenden Austauschs voneinander unterscheiden. Wir können Systeme in zwei Gruppen als offene und geschlossene Systeme einteilen. Manchmal können Materie und Energie die Systemgrenzen überschreiten. Die ausgetauschte Energie kann verschiedene Formen annehmen, wie Lichtenergie, Wärmeenergie, Schallenergie usw. Wenn sich die Energie eines Systems aufgrund eines Temperaturunterschieds ändert, sprechen wir von einem Wärmefluss. Adiabat und Polytrop sind zwei thermodynamische Prozesse, die sich auf die Wärmeübertragung in Systemen beziehen.
Was ist adiabat?
Adiabatische Änderung ist diejenige, bei der keine Wärme in das oder aus dem System übertragen wird. Diese Wärmeübertragungsbegrenzung tritt hauptsächlich auf zwei Arten auf. Eine besteht darin, eine thermisch isolierte Begrenzung zu verwenden, damit keine Wärme eindringen oder vorhanden sein kann. Beispielsweise ist eine Reaktion, die wir in einem Dewargefäß durchführen, adiabat. Zweitens tritt ein adiabatischer Prozess auf, wenn ein Prozess sehr schnell abläuft; somit bleibt keine Zeit mehr, Wärme rein und raus zu übertragen.
In der Thermodynamik können wir adiabatische Änderungen als dQ=0 darstellen, wobei Q die Wärmeenergie ist. In diesen Fällen besteht eine Beziehung zwischen Druck und Temperatur. Daher ändert sich das System aufgrund des Drucks unter adiabatischen Bedingungen.
Stellen Sie sich zum Beispiel vor, was bei Wolkenbildung und großflächigen Konvektionsströmungen passiert. 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 verändert ihre Temperatur. Deshalb sinkt die Temperatur beim Steigen.
Abbildung 01: Wolkenbildung ist ein Beispiel für einen adiabatischen Prozess
Laut Thermodynamik bleibt die Energie im Luftpaket konstant, kann aber in verschiedene Energieformen umgewandelt werden (um die Expansionsarbeit zu leisten oder vielleicht um seine Temperatur zu h alten). Es findet jedoch kein Wärmeaustausch mit der Außenwelt statt. Wir können dasselbe Phänomen auch auf die Luftkompression anwenden (z. B. ein Kolben). In dieser Situation steigt die Temperatur, wenn das Luftpaket komprimiert wird. Diese Prozesse nennt man adiabatische Erwärmung und Abkühlung.
Was ist Polytropisch?
Polytropischer Prozess tritt bei einer Wärmeübertragung auf. Allerdings erfolgt die Wärmeübertragung bei diesem Vorgang reversibel.
Abbildung 02: Das Blasen eines Ballons in der heißen Sonne ist ein Beispiel für einen polytropen Prozess
Wenn ein Gas diese Art von Wärmeübertragung erfährt, gilt die folgende Gleichung für einen polytropen Prozess.
PVn=konstant
Wobei P der Druck, V das Volumen und n eine Konstante ist. Um also PV im polytropen Gasexpansions-/Kompressionsprozess konstant zu h alten, findet sowohl ein Wärme- als auch ein Arbeitsaustausch zwischen dem System und der Umgebung statt. Daher ist polytrop ein nicht-adiabatischer Prozess.
Was ist der Unterschied zwischen adiabat und polytrop?
Adiabatische Änderung ist diejenige, bei der keine Wärme in das System hinein oder aus ihm heraus übertragen wird, während der polytrope Prozess mit einer Wärmeübertragung stattfindet. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen adiabatischen und polytropen Prozessen darin, dass bei adiabatischen Prozessen keine Wärmeübertragung stattfindet, während bei polytropen Prozessen eine Wärmeübertragung stattfindet. Außerdem gilt für den adiabatischen Prozess die Gleichung dQ=0, während für den polytropen Prozess die Gleichung PVn=constant gilt.
Zusammenfassung – Adiabat vs. Polytrop
Adiabatischer und polytropischer Prozess sind zwei wichtige thermodynamische Prozesse. Der Hauptunterschied zwischen adiabatischen und polytropen Prozessen besteht darin, dass bei adiabatischen Prozessen keine Wärmeübertragung stattfindet, während bei polytropen Prozessen eine Wärmeübertragung stattfindet.
