Dalam kimia alam semesta dibagi menjadi dua yaitu bagian yang kita tinjau disebut sebagai sistem dan lainnya disebut lingkungan. Sebuah sistem dapat menjadi organisme, bejana reaksi atau bahkan sebuah sel tunggal. Sistem dibedakan oleh jenis interaksi yang miliki atau jenis pertukaran yang terjadi. Sistem dapat diklasifikasikan ke dalam dua sistem terbuka dan sistem tertutup.
Energi yang ditukar dapat mengambil beberapa bentuk seperti energi cahaya, energi panas, energi suara, dll. Adiabatik dan politropis adalah dua proses termodinamika, yang berkaitan dengan perpindahan kalor di dalam sistem.
Adiabatik
Perubahan adiabatik adalah keadaan di mana tidak ada kalor yang dipindahkan ke dalam atau keluar dari sistem. Perpindahan kalor terutama dihentikan oleh dua cara. Salah satunya adalah dengan menggunakan batas termal terisolasi, sehingga tidak ada panas yang bisa masuk atau ada. Sebagai contoh, reaksi dilakukan dalam labu Dewar adalah adiabatik. Jenis lain dari proses adiabatik terjadi ketika proses berlangsung bervariasi dengan cepat; dengan demikian, tidak ada waktu yang tersisa untuk mentransfer kalor ke dalam dan keluar.
Dalam termodinamika, perubahan adiabatik ditunjukkan oleh dQ = 0. Dalam hal ini, ada hubungan antara tekanan dan temperatur. Oleh karena itu, sistem ini mengalami perubahan karena tekanan dalam kondisi adiabatik. Inilah yang terjadi dalam pembentukan awan dan arus konveksi dalam skala besar. Pada ketinggian yang lebih tinggi, ada tekanan atmosfer yang lebih rendah.
Ketika udara dipanaskan, ia cenderung naik. Karena tekanan udara luar rendah, paket udara akan naik akan mencoba untuk mengembang. Ketika berkembang, molekul udara akan melakukan usaha, dan ini akan mempengaruhi suhu mereka. Itulah sebabnya suhu menurun ketika naik.
Menurut termodinamika, energi dalam paket tersebut tetap konstan, tetapi dapat dikonversi untuk melakukan usaha ekspansi atau mungkin untuk menjaga suhu. Tidak ada pertukaran kalor dengan luar. Fenomena yang sama dapat diterapkan untuk kompresi udara juga (misalnya: piston). Dalam situasi itu, ketika paket udara terkompres suhu meningkat. Proses ini disebut pemanasan dan pendinginan adiabatik.
Isotermal
Perubahan Isotermal adalah keadaan di mana sistem tetap pada suhu konstan. Oleh karena itu, dT = 0. Sebuah proses dapat isotermal, jika itu terjadi sangat lambat dan jika proses reversibel. Sehingga, perubahan terjadi sangat lambat, ada cukup waktu untuk menyesuaikan variasi suhu.
Selain itu, jika sistem dapat bertindak seperti penyerap panas, di mana ia dapat mempertahankan suhu konstan setelah menyerap panas, itu adalah sistem isotermal. Untuk gas ideal yang memiliki kondisi isotermal, tekanan dapat diberikan dari persamaan berikut.
P = nRT / V
Karena usaha, persamaan berikut W = PDV dapat diturunkan.
W = nRT ln (Vf / Vi)
Oleh karena itu, pada suhu konstan usaha ekspansi atau kompresi yang terjadi saat mengganti volume sistem. Karena tidak ada perubahan energi internal dalam proses isotermal (dU = 0), semua kalor yang disuplai digunakan untuk melakukan usaha. Inilah yang terjadi dalam mesin kalor.
Apa perbedaan antara adiabatik dan isotermal?
- adiabatik berarti tidak ada pertukaran kalor antara sistem dan lingkungan, oleh karena itu, suhu akan meningkat jika dikompresi, atau suhu akan menurun dalam proses ekspansi.
- isotermal berarti, tidak ada perubahan suhu; dengan demikian, suhu dalam suatu sistem adalah konstan. Hal ini diperoleh dengan mengubah kalor.
- Dalam adiabatik dQ = 0, tapi dT ≠ 0. Namun, dalam isotermal perubahan dT = 0 dan dQ ≠ 0.
- perubahan adiabatik berlangsung cepat, sedangkan perubahan isotermal berlangsung sangat lambat.