Fő különbség - ciklikus és reverzibilis folyamat
A ciklikus folyamat és a reverzibilis folyamat a rendszer kezdeti és végső állapotára vonatkozik a munka befejezése után. A rendszer kezdeti és végső állapota azonban két különböző módon befolyásolja ezeket a folyamatokat. Például egy ciklikus folyamatban a kezdeti és a végső állapot megegyezik a folyamat befejezése után, de visszafordítható folyamatban a folyamat megfordítható, hogy megkapja a kezdeti állapotát. Ennek megfelelően a ciklikus folyamat reverzibilis folyamatnak tekinthető. De a reverzibilis folyamat nem feltétlenül ciklikus folyamat, csak egy folyamat, amely megfordítható. Ez a legfontosabb különbség a ciklikus és a reverzibilis folyamat között.
Mi a ciklikus folyamat?
A ciklikus folyamat egy olyan folyamat, amelyben a rendszer visszatér ugyanabba a termodinamikai állapotba, mint amilyenben elindult. Egy ciklikus folyamatban az entalpia teljes változása nulla, mivel a végső és a kezdeti termodinamikai állapotban nincs változás. Más szavakkal, a belső energiaváltozás egy ciklikus folyamatban szintén nulla. Mert amikor egy rendszer ciklikus folyamaton megy keresztül, a kezdeti és a végső belső energiaszint megegyezik. A rendszer ciklikus folyamatban végzett munkája megegyezik a rendszer által elnyelt hővel.
Mi a reverzibilis folyamat?
A visszafordítható folyamat olyan folyamat, amelyet meg lehet fordítani annak érdekében, hogy megkapja a kezdeti állapotát, még a folyamat befejezése után is. Ennek során a rendszer termodinamikai egyensúlyban van a környezetével. Ezért nem növeli a rendszer vagy a környezet entrópiáját. Visszafordítható folyamat akkor hajtható végre, ha a teljes hő és a rendszer és a környezet közötti teljes munkacsere nulla. Ez a természetben gyakorlatilag nem lehetséges. Hipotetikus folyamatnak tekinthető. Mert nagyon nehéz visszafordítható folyamatot elérni.
Mi a különbség a ciklikus és a reverzibilis folyamat között?
Meghatározás:
Ciklikus folyamat: Egy folyamat ciklikusnak mondható, ha egy folyamat végrehajtása után a rendszer kezdeti állapota és végállapota megegyezik.
Visszafordítható folyamat: A folyamat visszafordíthatónak mondható, ha a rendszer a folyamat befejezése után visszaállítható eredeti állapotába. Ez úgy történik, hogy végtelenül kis mértékben megváltoztatjuk a rendszer egyes tulajdonságait.
Példák:
Ciklikus folyamat: Az alábbi példák ciklikus folyamatoknak tekinthetők.
- Tágulás állandó hőmérsékleten (T).
- A hő eltávolítása állandó térfogaton (V).
- Sűrítés állandó hőmérsékleten (T).
- Hő hozzáadása állandó térfogaton (V).
Reverzibilis folyamat: A reverzibilis folyamatok ideális folyamatok, amelyeket gyakorlatilag soha nem lehet megvalósítani. De vannak olyan valós folyamatok, amelyek jó közelítéseknek tekinthetők.
Példa: Carnot-ciklus (elméleti koncepció, amelyet Nicolas Léonard Sadi Carnot javasolt 1824-ben.
Feltételezések:
- A hengerben mozgó dugattyú nem okoz súrlódást mozgás közben.
- A dugattyú és a henger falai tökéletes hőszigetelők.
- A hő átadása nem befolyásolja a forrás vagy a mosogató hőmérsékletét.
- A munkafolyadék ideális gáz.
- A tömörítés és a tágulás megfordítható.
Tulajdonságok:
Ciklikus folyamat: A gázon végzett munka megegyezik a gáz által végzett munkával. Sőt, a rendszer belső energiája és az entalpia változása ciklikus folyamat során nulla.
Reverzibilis folyamat: A reverzibilis folyamat során a rendszer termodinamikai egyensúlyban van egymással. Ehhez a folyamatnak végtelenül kis idő alatt kell megtörténnie, és a rendszer hőtartalma a folyamat során állandó marad. Ezért a rendszer entrópiája állandó marad.
Kép jóvoltából:
1. Zephyris „Stirling Cycle” az angol nyelvű Wikipédiában. [CC BY-SA 3.0] a Commons-on keresztül
2. Eric Gaba (Sting - fr: Sting) „Carnot heat engine 2” - Saját munka [Public Domain] a Commonson keresztül
