主な違い – 等温プロセスと断熱プロセス
熱力学では、等温過程と断熱過程の概念を使用して、熱力学系の挙動と温度変化との関係を説明します。等温プロセスは、一定の温度で発生するプロセスですが、システムに関する他のパラメーターはそれに応じて変更できます。断熱プロセスは、システムとその周囲の間で熱伝達が発生しないプロセスを表します。ここでは、熱伝達を避けるために、システムの温度を変更する必要があります。これは、等温プロセスと断熱プロセスの主な違いは、等温プロセスは一定の温度で発生するのに対し、断熱プロセスはさまざまな温度で発生することです。
対象となる主な分野
1.等温プロセスとは
– 定義、特徴
2.断熱過程とは
– 定義、特徴
3.等温プロセスと断熱プロセスの違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:断熱プロセス、等温プロセス、周囲、システム、熱力学システム
等温プロセスとは
等温プロセスは、一定温度で発生する熱力学的プロセスです。これは、温度が一定のシステムで等温プロセスが発生することを意味します。システムの温度を一定に保つために、熱をシステムの外またはシステム内に移動させる必要があります。
それとは別に、内部エネルギーなどの等温プロセスの進行中にシステムの他の要因も変化します。システムの温度を維持するために、ヒートバスに入れることができます。次に、ヒートバスの温度を調整することで、システムの温度を適切なレベルに制御できます。
図 1:理想気体に関する等温過程の曲線
等温プロセスの例には、物質の相変化、物質の融解、蒸発などがあります。等温プロセスの産業用途の 1 つはカルノー熱機関です。システムの温度を維持するために、作業はシステムで行うか、システムによって周囲で行う必要があります。気体に仕事をすると、内部エネルギーが増加し、温度が上昇します。ただし、温度が必要なレベルよりも高い場合は、システムによって周囲の作業が行われます。次に、エネルギーが熱として周囲に放出されるため、システムの温度が低下します。
断熱過程とは
断熱プロセスは、システムとその周囲との間で熱伝達なしで発生する熱力学的プロセスです。ここでは、熱も物質もシステムに出入りしません。したがって、断熱プロセスでは、システムとその周囲の間でエネルギーが移動する唯一の方法は仕事としてです。
図 2:断熱過程
断熱プロセスは、プロセスを迅速に行うことで維持できます。たとえば、シリンダー内のガスを急速に圧縮すると、システムが熱エネルギーを環境に伝達するのに十分な時間がありません。断熱プロセスでは、システムが行う仕事がシステムの内部エネルギーを変化させます。
等温プロセスと断熱プロセスの違い
定義
等温プロセス: 等温プロセスは、一定温度下で発生する熱力学的プロセスです。
断熱プロセス: 断熱プロセスは、システムとその周囲の間で熱伝達なしで発生する熱力学的プロセスです。
熱伝達
等温プロセス: 熱伝達は、等温プロセスで観察できます。
断熱プロセス: 断熱プロセスでは熱伝達はありません。
気温
等温プロセス: 等温プロセスでは温度は一定です。
断熱プロセス: 温度は断熱プロセスで変更できます。
仕事
等温プロセス: 等温プロセスでは、システムの正味の熱量の変化によって行われる仕事が行われます。
断熱プロセス: 断熱プロセスでは、行われる仕事は内部エネルギーの変化によるものです。
結論
等温過程と断熱過程は熱力学的過程です。これらのプロセスは、システムの内部エネルギーとその変化との関係を表しています。等温プロセスと断熱プロセスの主な違いは、等温プロセスは一定の温度で発生するのに対し、断熱プロセスはさまざまな温度で発生することです。
