Perbedaan Antara Adiabatik dan Isothermal (Dengan Tabel)

Proses isotermal dan adiabatik digunakan dalam termodinamika untuk menjelaskan perilaku proses termodinamika dan hubungannya dengan variasi suhu. Perbedaan antara reaksi isotermal dan adiabatik harus dipahami untuk memahami kegunaan industri sebenarnya. Kedua proses ini lebih banyak disebutkan dalam termodinamika. Kedua proses ini bertentangan.

Adiabatik vs Isothermal

Perbedaan utama antara proses adiabatik dan isotermal adalah proses adiabatik berlangsung pada temperatur berbeda, sedangkan proses isotermal berlangsung pada temperatur konstan. Perbedaan yang paling signifikan antara kedua bagian proses tersebut adalah bahwa proses adiabatik tidak mencakup perpindahan panas ke atau dari cairan. Di sisi lain, panas dipindahkan ke lingkungan untuk mempertahankan suhu konstan dalam proses isotermal.

Proses adiabatik terjadi ketika tidak ada perpindahan panas antara sistem tersebut dan lingkungannya. Untuk menghindari transmisi panas yang tidak diinginkan, suhu sistem harus disesuaikan. Proses adiabatik ini dapat bersifat reversibel atau ireversibel.

Proses isotermal terjadi pada suhu tetap, namun parameter sistem lainnya dapat diubah. Ini adalah fenomena termodinamika di mana suhu suatu sistem tidak berubah seiring waktu. Panas ditransfer masuk dan keluar sistem secara relatif lambat untuk menjaga keseimbangan termal. Proses isotermal adalah mengubah suatu material, benda, atau bahkan sistem pada suhu konstan.

Tabel Perbandingan Antara Proses Adiabatik dan Isothermal

Apa itu Adiabatik?

Proses adiabatik merupakan proses termodinamika yang terjadi apabila tidak terjadi perpindahan panas antara suatu sistem dengan lingkungannya. Dalam hal ini, baik panas maupun energi tidak diangkut masuk atau keluar sistem. Akibatnya, usaha adalah satu-satunya metode perpindahan energi antara suatu benda dan lingkungannya dalam proses adiabatik. Ini mungkin tidak dapat diubah atau dapat diubah.

Pengaturan piston, seperti piston pada mesin bensin, merupakan contoh ketika proses adiabatik relevan. Gas akan berkontraksi seiring dengan naiknya tekanan piston. Dekompresi menyebabkan gas mengembang kembali sehingga menyebabkan piston bergerak. Mekanisme adiabatik bertanggung jawab dalam hal ini.

Ekspansi adiabatik adalah perilaku ideal suatu sistem dimana suhu terus meningkat, namun tekanan tetap konstan. Ini mengacu pada sistem tertutup secara umum.

Energi dalam yang lebih tinggi dari aliran udara dalam sistem sama dengan kerja luar yang dilakukan. Dalam hal ini, panas dari atmosfer sekitar tidak dihilangkan atau ditambahkan ke udara sistem. Tekanan operasi cenderung melebihi volume seiring dengan kenaikan suhu.

Dengan melakukan operasi secara cepat, proses adiabatik dapat dipertahankan. Misalnya, jika kita mengompres gas dengan cepat di dalam silinder, sistem tidak akan mempunyai cukup waktu untuk menyalurkan energi panas ke lingkungan. Kerja sistem memodifikasi energi dalam sistem dalam proses adiabatik.

Apa itu isotermal?

Proses isotermal adalah proses dimana suhu tetap konstan meskipun terjadi perubahan tekanan dan volume. Hukum gas Boyle dalam termodinamika menghubungkan tekanan, suhu, dan volume. Jika salah satu tetap tidak berubah, maka yang lain akan berubah sesuai dengan perubahannya. Bila tekanan dan volume gas berbanding terbalik, maka suhu gas akan tetap.

Panas harus dipindahkan masuk atau keluar sistem untuk menjaga suhu sistem tetap konstan.

Misalnya, ketika suatu bahan, seperti air, mencapai titik leleh atau titik didihnya, tekanan dan suhu tetap konstan meskipun fase, volume, dan energi panas berubah.

Mesin Carnot adalah pemanfaatan manufaktur penting dari proses isotermal. Untuk menjaga suhu sistem tetap stabil, kerja harus dilakukan di sini pada sistem atau oleh sistem di lingkungan; bekerja pada gas meningkatkan energi, yang meningkatkan suhu.

Namun, jika suhu meningkat melebihi setpoint, sistem mulai berfungsi di lingkungan. Namun, ketika suhu sistem turun, energi dilepaskan sebagai panas ke lingkungan.

Perbedaan Utama Antara Adiabatik dan Isothermal

• Dalam sistem adiabatik, suhu gas menurun saat mengembang, sedangkan dalam sistem isotermal, suhu tetap konstan saat gas mengembang.
• Pada sistem adiabatik, tekanan berbanding terbalik dengan volume, sedangkan tekanan pada sistem isotermal berbanding terbalik.
• Dalam sistem adiabatik, panas tidak bervariasi, tetapi dalam sistem isotermal.
• Pada proses adiabatik terjadi perubahan energi dalam sehingga menimbulkan pemuaian, namun pada proses isotermal pemuaian terjadi karena penyerapan panas dari lingkungan.
• Sistem proses adiabatik terpisah secara termal dari lingkungannya. Hal ini memerlukan sistem yang terisolasi, sedangkan sistem proses isotermal tidak terisolasi secara termal dari lingkungannya sehingga memerlukan sistem terbuka atau tertutup.
• Usaha yang dilakukan pada proses adiabatik disebabkan oleh perubahan energi dalam, sedangkan usaha yang dilakukan pada proses isotermal disebabkan oleh kandungan panas bersih sistem.
• Sistem adiabatik melakukan kompresi dengan menambahkan panas ke energi internal sistem, sedangkan sistem isotermal melakukan kompresi dengan melepaskan panas ke lingkungan.

Kesimpulan

Proses adiabatik membutuhkan dua kondisi penting:

• Sistem harus terisolasi dari lingkungannya; Dan
• Prosesnya harus terjadi cukup cepat agar ada cukup waktu untuk memindahkan panas.

Secara umum, proses isotermal dapat berfungsi dalam dua kondisi: 

• Hal ini terjadi ketika suhu sekitar (T) lebih kecil dari suhu sistem (TS), yaitu T < TS, dan tidak ada kesetimbangan termal yang dipertahankan. 
• Hal ini terjadi ketika suhu eksternal lebih tinggi daripada suhu sistem dan kesetimbangan termal tidak dipertahankan.

Proses adiabatik dan isotermal melibatkan tekanan, suhu, dan volume. Mereka semua juga tertarik dengan gas. Di atmosfer planet, kedua proses ini sangat penting.

Referensi

1. https://aapt.scitation.org/doi/pdf/10.1119/1.2344391
2. https://link.springer.com/article/10.1007/s11005-005-4838-1
3. https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2014/rp/c4rp00008k