תהליך איזנטרופי

תהליך איזנטרופי או תהליך אדיאבטי הפיך הוא תהליך תרמודינמי בו האנטרופיה נשארת קבועה. העברות העבודה במערכת הן חסרות חיכוך ואין העברת חום או חומר. תהליך אידיאלי שכזה שימושי כמודל וכבסיס להשוואה לתהליכים אמיתיים.

בדיאגרמת $PV$ מסלול של תהליך איזנטרופי נקרא אדיאבטה. התהליך הוא הפיך ואדיבאטי ולכן לשרטט אותו בדיאגרמת $PV$ לא מביא תועלת. נהוג לשרטט תהליך איזנטרופי בדיאגרמת $TS$ .

מאפיינים

תהליך איזנטרופי מתאפיין באנטרופיה קבועה $\Delta S=0$ (עבור חישובים דיפרנציאלים $dS=0$ ). זהו תהליך אידיאלי שאינו מתקיים במציאות הפיזית.

תהליך איזנטרופי ייראה כקו מאונך לציר האנטרופיה והשטח מתחת לגרף (עבודה) יהיה אפס

עבודה

בדיאגרמת $TS$ השטח בתוך העקומה יהיה העבודה^[1] שביצע הגז על הסביבה. בתהליך איזנטרופי, הקו אנכי ולכן השטח מתחת לעקומה הוא אפס: $\Delta W=0$ .

אנרגיה פנימית

בתהליך אדיאבטי, אין מעברי חום: $\Delta Q=0$ . בדיאגרמת $TS$ החום ניתן כשטח מתחת לגרף^[2]: $Q=\int _{S_{1}}^{S_{2}}TdS=TS_{2}-TS_{1}=0$

לפי החוק הראשון של התרמודינמיקה נקבל שהאנרגיה הפנימית של המערכת לא משתנה: $\Delta U=\Delta Q+\Delta W=0$ .

מעגל קרנו

מעגל קרנו, גם נקרא מעגל איזנטרופי, מתאר אוסף תהליכים תרמודינמיים אשר מבצעים עבודה ביעילות מקסימלית לעומת צריכת חום תוך שימור האנטרופיה: $\Delta S=0$ .

$\oint {\frac {dQ}{T}}=0\qquad \qquad \sum _{i=1}^{N}{\frac {Q_{i}}{T_{i}}}=0$

במערכת כזאת נוכחים שני מאגרי חום בטמפרטורות שונות ומתקיים:

$\eta _{carnot}=1-{\frac {T_{C}}{T_{H}}}<1$

אטימולוגיה

השם "איזנטרופי" נגזר מהמילים היווניות ἴσος ("איזוס") שמשמעותן "שווה", ו-τροπή (טרופ) שפירושו "שינוי".

ראו גם

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא תהליך איזנטרופי בוויקישיתוף

הערות שוליים

^ ישנה מוסכמה בתרמודינמיקה שעבודה שהמערכת מבצעת על הסביבה היא חיוביות.
^ החישובים בערך זה נעשים בהנחה כי מדובר במערכת סגורה שבה מספר החלקיקים קבוע ( $\Delta N=0$ ).

[1] ישנה מוסכמה בתרמודינמיקה שעבודה שהמערכת מבצעת על הסביבה היא חיוביות.

[2] החישובים בערך זה נעשים בהנחה כי מדובר במערכת סגורה שבה מספר החלקיקים קבוע ( $\Delta N=0$ ).

[1]

[2]