على الرغم من أنه ليس مصطلحًا شائعًا ، تتم دراسة الديناميكا الحرارية من قبل الجميع في فصولهم الدراسية. أصبحت العمليات المختلفة التي تتعامل مع الحفاظ على الطاقة والطاقة اللازمة للعمل مألوفة لنا. على الرغم من أننا لا ندرك أهميتها في الحياة الواقعية ، إلا أنها تساعد في العديد من أنواع الدراسات.
هاتان العمليتان الديناميتان الحراريتان هما Adiabatic و Isothermal ، ولهما خصائص مختلفة جدًا عن بعضهما البعض.
Adiabatic مقابل متساوي الحرارة
الفرق بين Adiabatic و Isothermal هو أنه لا يوجد انتقال للحرارة في حالة Adiabatic ، في حين أن Isothermal يسمح بنقل الحرارة من المناطق المحيطة. تتغير درجة الحرارة أثناء العملية الحافظة للحرارة حيث تحدث الاختلافات داخل النظام ، في حين أن عملية متساوي الحرارة لها درجة حرارة ثابتة داخل النظام.
عملية ديناميكية حرارية ، تُعرف أيضًا باسم عملية متساوية البؤرة ، لا تسمح العملية الأديباتية للحرارة بالاختراق في النظام. هذا يؤدي إلى انخفاض الضغط وتغير في درجة الحرارة بسبب التغيرات في النظام. يميل الغاز أيضًا إلى التبريد عند التمدد. إنه عكس ذلك من العمليات متساوي الحرارة.
تُعرف العملية الديناميكية الحرارية التي تظل فيها درجة الحرارة ثابتة ويحل محل نقل الحرارة باسم العملية المتساوية. في حين أن الضغط يكون أكثر مقارنة بالحجم ، فإن معدل التحول بطيء جدًا في مثل هذه الأنواع من العمليات. للحفاظ على درجة الحرارة ، يتم إطلاق الحرارة أو إضافتها من المناطق المحيطة.
جدول المقارنة بين ثابت الحرارة ومتساوي الحرارة
| معلمات المقارنة | Adiabatic | متحاور |
| تعريف | تحدث العملية الديناميكية الحرارية بين النظام ومحيطه ، ويكون انتقال الحرارة صفراً. | عملية ديناميكية حرارية تظل فيها درجة الحرارة ثابتة. |
| درجة حرارة | بسبب الاختلافات في العملية ، تتغير درجة الحرارة. | تظل درجة الحرارة ثابتة طوال العملية. |
| انتقال الحرارة | لا يوجد انتقال للحرارة في مثل هذه العملية. | هناك انتقال للحرارة في مثل هذه العمليات. |
| طبيعة سجية | في مثل هذه العمليات ، تحدث التحولات بمعدل سريع. | في مثل هذه العمليات ، تحدث التحولات بمعدل بطيء. |
| ضغط | بالمقارنة مع الحجم ، يكون الضغط أقل. | بالمقارنة مع الحجم ، يكون الضغط أكبر. |
ما هو Adiabatic؟
فيما يتعلق بالقانون الأول للديناميكا الحرارية ، فإن العمليات الأديباتية ليس لها صافي انتقال للحرارة ، ولا يوجد تغيير نهائي في الحرارة. في هذه العملية ، تختلف درجة الحرارة ، ويكون الضغط منخفضًا مقارنة بالحجم ، ويتم إصلاحها بطريقة تجعل الطاقة الحرارية ثابتة.
تظهر العملية الأديباتية بشكل واضح في الغازات ، وهي مرتبطة بقانون الحفاظ على الطاقة الذي ينص على أن الطاقة لا يتم إنشاؤها أو تدميرها. وبهذا ، كما تقول ، ستؤدي الطاقة الحرارية الموجودة في النظام إما العمل أو تقلب الطاقة الداخلية للنظام أو بعض الاندماج لكليهما. الحرارة فقط لا يمكن أن تختفي.
معادلة العملية الحافظة للحرارة:
PVγ = ثابت
حيث P هو ضغط النظام ، V هو حجم النظام ، و هو مؤشر ثابت الحرارة حيث يتم تعريفه على أنه نسبة السعة الحرارية عند ضغط ثابت Cp إلى السعة الحرارية عند حجم ثابت Cv.
بعض الأمثلة على عمليات Adiabatic هي:
ما هو متساوي الحرارة؟
عملية ديناميكية حرارية لا تتغير فيها درجة حرارة النظام وتظل ثابتة حتى لو اختلف الحجم والضغط. لديها معدل تحول بطيء ، ويمكن تغيير الحرارة للحفاظ على درجة حرارة ثابتة داخل النظام.
تعمل هذه العملية كأساس لعمل محطات الطاقة الكهربائية والمحركات الحرارية والعديد من آلات العصر الحديث. بصرف النظر عن ذلك ، تكمن أهميته في العديد من المجالات مثل علوم الفضاء والجيولوجيا والبيولوجيا وعلوم الكواكب ، إلخ.
بعض الأمثلة على العمليات المتساوية هي:
الاختلافات الرئيسية بين ثابت الحرارة ومتساوي الحرارة
استنتاج
هذين المصطلحين للعمليات الديناميكية الحرارية التي صادفناها في فصول الكيمياء لدينا. كلتا العمليتين اللتين تمت مناقشتهما لهما سلوك منفصل عن بعضهما البعض. يمكن رؤية جميع الاختلافات أعلاه ، ويمكن للمرء أن يميز بين هذين.
تساعد دراسة هاتين العمليتين في فهم تنظيم درجة الحرارة في جسم الكائنات الحية. يعتبر فحص الحرارة ودرجات الحرارة والطاقة والعلاقة بينهما أمرًا مهمًا للغاية عندما يتعلق الأمر بالدراسات البيولوجية. كما أنه يساعد في الأرصاد الجوية. ساعدتنا هذه الدراسات في الحياة اليومية أيضًا. لذلك ، من المفيد معرفة كيفية عملهم ، والسبب وراء هذه العمليات.
