La differenza fondamentale tra adiabatico e isotermico è che adiabatico significa che non c'è scambio di calore tra il sistema e l'ambiente circostante mentre isotermico significa che non vi è alcun cambiamento di temperatura.
Ai fini della chimica, l'universo è diviso in due parti. La parte che ci interessa si chiama sistema e il resto si chiama circostante. Un sistema può essere un organismo, un recipiente di reazione o anche una singola cellula. I sistemi si distinguono per il tipo di interazioni che hanno o per i tipi di scambi che hanno luogo.
I sistemi possono essere classificati in due come sistemi aperti e sistemi chiusi. A volte, le materie e l'energia possono essere scambiate attraverso i confini del sistema. L'energia scambiata può assumere diverse forme come energia luminosa, energia termica, energia sonora, ecc. Se l'energia di un sistema cambia a causa di una differenza di temperatura, diciamo che c'è stato un flusso di calore. Adiabatico e politropico sono due processi termodinamici, che sono legati al trasferimento di calore nei sistemi.
Cos'è l'adiabatico?
Il cambiamento adiabatico è un cambiamento in cui nessun calore viene trasferito all'interno o all'esterno del sistema. Il trasferimento di calore può essere interrotto principalmente in due modi. Uno consiste nell'utilizzare un confine termicamente isolato in modo che nessun calore possa entrare o uscire. Ad esempio, una reazione effettuata in un pallone Dewar è adiabatica. L' altro tipo di processo adiabatico avviene quando un processo avviene molto rapidamente; quindi, non c'è più tempo per trasferire il calore dentro e fuori.
In termodinamica, i cambiamenti adiabatici sono mostrati da dQ=0. In questi casi esiste una relazione tra pressione e temperatura. Pertanto, il sistema subisce variazioni dovute alla pressione in condizioni adiabatiche. Questo è ciò che accade nella formazione di nubi e nelle correnti convettive su larga scala. Ad altitudini più elevate, c'è una pressione atmosferica inferiore. Quando l'aria è riscaldata, tende a salire. Poiché la pressione dell'aria esterna è bassa, il pacco d'aria in aumento cercherà di espandersi. Quando si espandono, le molecole d'aria funzionano e questo influenzerà la loro temperatura. Ecco perché la temperatura si riduce quando si sale.
Figura 01: Processo adiabatico
Secondo la termodinamica, l'energia nel lotto rimane costante, ma può essere convertita per fare il lavoro di espansione o magari per mantenerne la temperatura. Non c'è scambio di calore con l'esterno. Questo stesso fenomeno può essere applicato anche alla compressione dell'aria (es.g.: un pistone). In quella situazione, quando il pacco d'aria si comprime, la temperatura aumenta. Questi processi sono chiamati riscaldamento e raffreddamento adiabatico.
Cos'è l'isoterma
Il cambiamento isotermico è quello in cui il sistema rimane a temperatura costante. Pertanto, dT=0. Un processo può essere isotermico, se avviene molto lentamente e se il processo è reversibile. In modo che il cambiamento avvenga molto lentamente, c'è abbastanza tempo per regolare le variazioni di temperatura. Inoltre, se un sistema può agire come un dissipatore di calore, dove può mantenere una temperatura costante dopo aver assorbito calore, è un sistema isotermico.
Figura 2: cambiamento isotermico
Per un ideale ha in condizioni isoterme, la pressione può essere data dalla seguente equazione.
P=nRT /V
Dal lavoro, W=PdV che segue l'equazione può essere derivata.
W=nRT ln (Vf/Vi)
Pertanto, a temperatura costante, il lavoro di espansione o compressione avviene mentre si modifica il volume del sistema. Poiché non vi è alcuna variazione di energia interna in un processo isotermico (dU=0), tutto il calore fornito viene utilizzato per fare il lavoro. Questo è ciò che accade in una macchina termica.
Qual è la differenza tra adiabatico e isotermico?
Adiabatico significa che non c'è scambio di calore tra il sistema e l'ambiente circostante, quindi la temperatura aumenterà se si tratta di una compressione, o la temperatura diminuirà durante l'espansione. Al contrario, isoterma significa che non vi è alcuna variazione di temperatura; quindi, la temperatura in un sistema è costante. Questo si acquisisce cambiando il calore. In adiabatico dQ=0, ma dT≠0. Tuttavia, nelle variazioni isotermiche dT=0 e dQ ≠0. Quindi, questa è la differenza chiave tra adiabatico e isotermico. Inoltre, i cambiamenti adiabatici avvengono rapidamente, mentre i cambiamenti isotermici avvengono molto lentamente.
Qui sotto l'infografica riassume le differenze tra adiabatico e isotermico.
Riepilogo – Adiabatico vs Isotermico
La differenza fondamentale tra adiabatico e isotermico è che adiabatico significa che non c'è scambio di calore tra il sistema e l'ambiente circostante mentre isotermico significa che non vi è alcun cambiamento di temperatura.
Immagine per gentile concessione:
1. "Adiabatico" (CC BY-SA 3.0) tramite Commons Wikimedia
2. "Processo isotermico" di Netheril96 - Opera propria (CC0) tramite Commons Wikimedia
