Разлика между цикличния и обратим процес

Ключова разлика - цикличен срещу обратим процес
 

Цикличният процес и обратим процес са свързани с първоначалните и крайните състояния на системата след приключване на работата. Въпреки това, първоначалните и крайните състояния на системата влияят на тези процеси по два различни начина. Например, в цикличен процес, първоначалното и крайното състояние са идентични след завършване на процеса, но при обратим процес процесът може да бъде обърнат, за да получи първоначалното си състояние. съответно, цикличният процес може да се разглежда като обратим процес. Но, обратим процес не е непременно цикличен процес, той е само процес, който може да бъде обърнат. Това е ключова разлика между цикличен и обратим процес.

Какво е цикличен процес?

Цикличният процес е процес, при който системата се връща в същото термодинамично състояние, както е започнала. Общата промяна на енталпията в цикличния процес е равна на нула, тъй като няма промяна в крайното и началното термодинамично състояние. С други думи, вътрешната промяна на енергията в цикличен процес също е нула. Защото, когато системата претърпи цикличен процес, началните и крайните вътрешни нива на енергия са равни. Работата, извършена от системата в цикличен процес, е равна на топлината, погълната от системата.

Какво е обратим процес?

Обратим процес е процес, който може да бъде обърнат, за да получи първоначалното си състояние, дори и след като процесът е завършен. По време на този процес системата е в термодинамично равновесие с обкръжението си. Следователно, това не увеличава ентропията на системата или околността. Обратим процес може да се извърши, ако общата топлина и цялостният обмен на работа между системата и околната среда са нулеви. Това на практика не е възможно. Тя може да се разглежда като хипотетичен процес. Защото наистина е трудно да се постигне обратим процес.

Каква е разликата между цикличния и обратим процес?

Определение:

Цикличен процес: Казва се, че процесът е цикличен, ако първоначалното състояние и крайното състояние на системата са идентични, след изпълнение на процес.

Обратим процес: Казват, че процесът е обратим, ако системата може да бъде възстановена в първоначалното си състояние след приключване на процеса. Това става, като се направи безкрайно малка промяна в някакво свойство на системата.

Примери:

Цикличен процес: Следните примери могат да се считат за циклични процеси.

• Разширяване при постоянна температура (T).
• Отстраняване на топлина при постоянен обем (V).
• Компресия при постоянна температура (T).
• Добавянето на топлина с постоянен обем (V).

Обратим процес: Обратимите процеси са идеални процеси, които никога не могат да бъдат постигнати практически. Но има някои реални процеси, които могат да се считат за добри приближения.

Пример: Цикъл на Карно (теоретична концепция, предложена от Никола Леонард Сади Карно през 1824 г..

Предположения:

• Буталото, което се движи в цилиндъра, не създава никакво триене по време на движение.
• Стените на буталото и цилиндъра са перфектни топлоизолатори.
• Прехвърлянето на топлината не влияе на температурата на източника или мивката.
• Работният флуид е идеален газ.
• Компресията и разширяването са обратими.

Имоти: 

Цикличен процес:  Работата, извършена на газа, е равна на работата, извършена от газа. Освен това, вътрешната енергия и промяната на енталпията в системата е равна на нула при цикличен процес.

Обратим процес: По време на обратим процес системата е в термодинамично равновесие помежду си. За това процесът трябва да протича в безкрайно малко време, а топлинното съдържание на системата остава постоянно по време на процеса. Ето защо ентропията на системата остава постоянна.

С любезност на изображенията:

1. „Цикъл на разбъркване“ от Зефирис от английската езикова уикипедия. [CC BY-SA 3.0] чрез Commons

2. „Топлинен двигател Карно 2“ от Ерик Габа (Стинг - FR: Стинг) - Собствена работа [Public Domain] чрез Commons