Het belangrijkste verschil tussen adiabatische en isentropische processen is dat adiabatische processen omkeerbaar of onomkeerbaar kunnen zijn, terwijl een isentroop proces een omkeerbaar proces is.
In de scheikunde verdelen we het universum in twee delen. Het deel waarin we geïnteresseerd zijn, is een systeem, en de rest is de omgeving. Een systeem kan een organisme, een reactievat of zelfs een enkele cel zijn. We kunnen de systemen onderscheiden door het soort interacties dat ze hebben of door de soorten uitwisselingen die plaatsvinden. Soms wisselen materie en energie door de systeemgrenzen heen. De uitgewisselde energie kan verschillende vormen aannemen, zoals lichtenergie, warmte-energie, geluidsenergie, enz. Als de energie van een systeem verandert door een temperatuurverschil, spreken we van een warmtestroom. Sommige processen brengen echter temperatuurvariaties met zich mee, maar geen warmtestroom; deze staan bekend als adiabatische processen. Een isentroop proces is een soort adiabatisch proces.
Wat zijn adiabatische processen?
Adiabatische verandering is een verandering waarbij geen warmte in of uit het systeem wordt overgebracht. Warmteoverdracht kan hoofdzakelijk op twee manieren worden gestopt. Een daarvan is door een thermisch geïsoleerde grens te gebruiken, zodat er geen warmte naar binnen of naar buiten kan. Een reactie die bijvoorbeeld in een dewarvatkolf optreedt, is adiabatisch. De andere methode die een adiabatisch proces kan plaatsvinden, is wanneer een proces zeer snel plaatsvindt; er is dus geen tijd meer om warmte in en uit te voeren.
In de thermodynamica tonen we de adiabatische veranderingen met dQ=0. In deze gevallen is er een relatie tussen de druk en de temperatuur. Daarom ondergaat het systeem veranderingen als gevolg van druk in adiabatische omstandigheden. Dit is wat er gebeurt bij wolkenvorming en grootschalige convectiestromen. Op grotere hoogte is er een lagere atmosferische druk. Wanneer lucht opwarmt, heeft deze de neiging omhoog te gaan. Omdat de buitenluchtdruk laag is, zal het opstijgende luchtpakket proberen uit te zetten. Bij het uitzetten werken de luchtmoleculen wel, en dit heeft invloed op hun temperatuur. Dit is de reden waarom de temperatuur da alt bij het opstaan.
Figuur 01: Adiabatisch proces in een grafiek
Volgens de thermodynamica blijft de energie in het pakket constant, maar het kan worden omgezet om het uitzettingswerk te doen of om de temperatuur te behouden. Er is geen warmte-uitwisseling met buiten. Ditzelfde fenomeen is ook van toepassing op luchtcompressie (bijvoorbeeld een zuiger). In die situatie, wanneer het luchtdeeltje samendrukt, stijgt de temperatuur. Deze processen worden adiabatische verwarming en koeling genoemd.
Wat zijn isentropische processen?
Spontane processen verhogen de entropie van het universum. Wanneer dit gebeurt, kan de systeementropie of de omringende entropie toenemen. Een isentropisch proces vindt plaats wanneer de systeementropie constant blijft.
Figuur 02: Een isentroop proces
Een omkeerbaar adiabatisch proces is een voorbeeld van een isentroop proces. Bovendien zijn de constante parameters in een isentropisch proces entropie, evenwicht en warmte-energie.
Wat is het verschil tussen adiabatische en isentropische processen?
Een adiabatisch proces is een proces waarbij geen warmteoverdracht plaatsvindt, terwijl een isentroop proces een geïdealiseerd thermodynamisch proces is dat zowel adiabatisch als omkeerbaar is. Daarom is het belangrijkste verschil tussen adiabatische en isentropische processen dat adiabatische processen omkeerbaar of onomkeerbaar kunnen zijn, terwijl isentropische processen omkeerbaar zijn. Bovendien vindt een adiabatisch proces plaats zonder enige warmteoverdracht tussen het systeem en de omgeving, terwijl een isentropisch proces plaatsvindt zonder onomkeerbaarheid en zonder warmteoverdracht.
Samenvatting – Adiabatische versus isentropische processen
Een adiabatisch proces is een proces waarbij geen warmteoverdracht plaatsvindt. Een isentropisch proces is een geïdealiseerd thermodynamisch proces dat zowel adiabatisch als omkeerbaar is. Daarom is het belangrijkste verschil tussen adiabatische en isentropische processen dat adiabatische processen omkeerbaar of onomkeerbaar kunnen zijn, terwijl isentropische processen omkeerbaar zijn.
