Muss ein schneller Prozess immer adiabat sein?

Sagen Sie bei allgemeinen Fragen zu thermodynamischen Prozessen beispielsweise eine einfache, direkte Frage wie „Ein Gas bei T 1   K Und P 1 atm wird plötzlich bei atmosphärischem Druck freigesetzt. Finden Sie die Endtemperatur des Gases", nehmen wir an, dass der Prozess adiabat ist, da in diesem kurzen Zeitintervall keine Wärme zwischen dem System und der Umgebung ausgetauscht wird. Meine Frage ist also, müssen alle schnellen Prozesse adiabat sein und ähnlich , ist ein langsamer Prozess immer isotherm?

Nein, ein Prozess kann so schnell sein, dass er ein Nichtgleichgewichtsprozess sein kann, der nicht adiabat ist. Aber meistens bedeutet „schnell“ in Abiturprüfungen adiabat.
Ist ein langsamer Prozess immer isotherm?
Es kommt wieder ganz darauf an. Wenn es eine „ideale“ Isolierung gibt, dann nein. Oder wenn Sie ein seltsames Setup haben, wie ein Gas, das sich langsam in einem Behälter in einem Ofen ausdehnt, der sich langsam aufheizt. Aber für eine Prüfung wird es wahrscheinlich isotherm sein, es sei denn, sie versuchen, knifflig zu sein.
Können Sie ein Beispiel für das erste Bit geben?
Ein langsamer Prozess muss nicht isotherm sein. Wenn Sie beispielsweise ein Gas in einem geschlossenen Behälter erhitzen, steigt seine Temperatur. Wenn wir ein Gas ausdehnen, indem wir ihm eine größere Wärmemenge zuführen, als notwendig ist, um seine Temperatur konstant zu halten, steigt seine Temperatur. Es gibt zig andere Beispiele.
@knzhou Ein adiabatischer Prozess bedeutet, dass keine Wärmeübertragung zwischen System und Umgebung stattfindet, unabhängig davon, ob der Prozess, dem das System unterzogen wird, als quasistatisch oder nicht im Gleichgewicht angesehen werden kann.
@Deep Verschiedene Leute definieren es auf unterschiedliche Weise. Ich denke, die etwas gebräuchlichere Definition (die ich verwendet habe) ist ein Prozess mit D S = 0 hindurch.
@knzhou OK. Eigentlich D S = 0 beschreibt einen reversiblen adiabatischen Prozess.

Antworten (2)

Wenn ein Prozess schnell genug ist, dass es wenig Wärmeübertragung zwischen System und Umgebung gibt, ist die Behandlung als adiabat eine gute erste Annäherung (ein adiabatischer Prozess erfordert streng genommen keine Wärmeübertragung). Beispielsweise wird diese Annäherung bei der Berechnung der Schallgeschwindigkeit durch ein Medium verwendet, da der Kontraktions-Expansions-Zyklus des Mediums aufgrund des Durchgangs einer akustischen Welle als schnell angesehen wird. Ob eine solche Annäherung gut genug ist, lässt sich letztlich nur durch Experimente überprüfen.

Ein langsamer Prozess nähert sich dagegen einem quasistatischen Prozess an. Ein quasistatischer Prozess ist ein Prozess, bei dem das System während der Ausführung eines Prozesses eine Reihe von Gleichgewichtszuständen durchläuft. Ein quasistatischer Prozess kann isotherm sein, wenn der Prozess das Aufrechterhalten einer konstanten Temperatur beinhaltet, ist aber nicht darauf beschränkt.

Adiabat bedeutet „ohne Wärme“. Sie können schnelle Prozesse entweder mit (Gasverbrennung) oder ohne (Joulesche Expansion) Wärmeübertragung haben.

Isotherm bedeutet „gleiche Temperatur“. Sie können langsam verarbeitet werden, die die Temperatur erhalten (Eis schmilzt in Wasser; langsame Ausdehnung, während es an ein Wärmereservoir angeschlossen ist) oder nicht (adiabatische Ausdehnung, dh aufsteigende Luft).

Muss ein schneller Prozess immer adiabat sein?
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