התהליך האדיאבטי הוא תהליך תרמודינמי בו אסור למערכת להחליף חום עם סביבתה. המשמעות היא שהמערכת יכולה לשנות את מצבה רק באופן פנימי. המילה “אדיאבטית” מגיעה מיוונית ופירושה “ללא מעבר חום”. תהליך אדיאבטי יכול לשמש בתחומים שונים כגון קירור, מיזוג אוויר, ואפילו הנעה רקטית. יש לו יתרונות רבים על פני תהליכים תרמיים אחרים והוא נמצא בשימוש נרחב בתעשייה ובמחקר.
נושאים קשורים:
ניתן להסביר את התהליך האדיאבטי בעזרת תרשים בו ישנם שני מיכלים, האחד בלחץ גבוה מהשני. ככל שהלחץ מוגבר במיכל אחד, הוא יגיע בסופו של דבר לנקודת הרתיחה שלו ויתחיל לשחרר אדים. לאחר מכן, האדים יתעבו למים ויתווספו למיכל השני. בדרך זו ניתן להרתיח מים מבלי לאבד חום.
התהליך האדיאבטי הוצג לראשונה על ידי רודולף יוליוס עמנואל קלאוזיוס בשנת 1850, כאשר ניסה למצוא דרך לתאר את היעילות של מנועי קיטור. הוא הניח את ההנחה שלא יהיה איבוד אנרגיה במנוע, ושהעבודה יכולה להיעשות רק באמצעות שינויים בנפח או בלחץ. הוא גם הניח שלא יהיה איבוד חום מהמנוע לסביבתו. זה הוביל אותו למסקנה שאם מנוע היה עובד עם נפח ולחץ קבועים, אז הוא היה מייצר עבודה בקצב קבוע.
תהליך פוליטרופי
התהליך הפוליטרופי הוא תהליך תרמודינמי המשמש לתיאור התפשטות גז. התהליך הפוליטרופי מאופיין בשני פרמטרים: יחס הלחץ ויחס הטמפרטורה.
ניתן לתאר את התהליך הפוליטרופי כסדרה של שלבים:
1- בשלב הראשון הגז מתרחב בצורה אדיאבטית, כלומר אין העברת חום בין המערכת לסביבתה.
2- בשלב השני יש העברת חום למערכת או ממנה אך אין שינוי בנפח.
3- בשלב השלישי, יש גם העברת חום וגם שינוי נפח.
4- לבסוף, בשלב רביעי, הן התרחבות אדיאבטית והן דחיסה מתרחשות ללא כל עבודה חיצונית שנעשית עליה.
תהליך איזוברי
התהליך האיזוברי הוא תהליך בהנדסה כימית שבו גז נדחס ללחץ גבוה יותר ולאחר מכן מחומם. זה גורם לטמפרטורה של הגז לעלות, מה שמגדיל את נפחו. ניתן לחזור על תהליך החימום והדחיסה פעמים רבות, ולהעלות את טמפרטורת הגז בכל מחזור.
תהליך זה יכול לשמש בדרכים רבות ושונות, החל מדחיסת גז טבעי לאחסון או שינוע ועד ליצירת גזים בלחץ גבוה לשימוש בתהליכים תעשייתיים.
איזנטרופי
המונח איזנטרופי הוא תכונה תרמודינמית המתייחסת לאנטרופיה של מערכת הנמצאת בשיווי משקל עם סביבתה.
תהליך איזנטרופי: תהליך איזנטרופי הוא תהליך שבו האנטרופיה של מערכת נשארת קבועה.
דוגמה לתהליך איזנטרופי ניתן למצוא בהתפשטות של גז אידיאלי כשהוא מתקרר. הלחץ והטמפרטורה קבועים במהלך תהליך זה ולכן, בהגדרה, האנטרופיה נשארת קבועה גם כן.
ניתן להשתמש במערכות איזנטרופיות בתעשיות רבות כמו תעשיית הנפט והגז, התעשייה הכימית, תעשיית המזון, תעשיית התרופות ועוד. הסיבה לכך היא שמערכות אלו מסוגלות לשמור על לחץ עקבי בתוך מיכל או כלי. זה אומר שלא משנה כמה נפח החומר בפנים יגדל או יורד, הוא תמיד ישמור על לחץ קבוע.
איזותרמי
המילה איזותרמי באה מהמילים היווניות “isos” שמשמעותן “שווה” ו”תרמוס” שמשמעותה “חום”. המילה איזותרמית פירושה שאין שינוי בטמפרטורה בכל החומר.
איזותרמי הוא תהליך תרמודינמי שבו חום מועבר בין מערכת לסביבתה כך שהטמפרטורה של שניהם נשארת קבועה.
תהליכים איזותרמיים מנוגדים לתהליכים אדיאבטים, שבהם מועבר חום אך הטמפרטורה של המערכת משתנה.
