Pagrindinis skirtumas - cikliškas ir grįžtamas procesas
Ciklinis procesas ir grįžtamasis procesas yra susiję su pradine ir galutine sistemos būsenomis, baigus darbą. Tačiau pradinė ir galutinė sistemos būsenos šiuos procesus veikia dviem skirtingais būdais. Pvz., Cikliškame procese pradinė ir galutinė būsenos yra identiškos baigus procesą, tačiau grįžtamojo proceso metu procesą galima pakeisti, kad gautų pradinę būseną. Atitinkamai ciklinis procesas gali būti laikomas grįžtamuoju procesu. Bet grįžtamasis procesas nebūtinai yra cikliškas procesas, tai tik procesas, kurį galima pakeisti. Tai yra pagrindinis cikliško ir grįžtamo proceso skirtumas.
Kas yra ciklinis procesas?
Ciklinis procesas yra procesas, kai sistema grįžta į tą pačią termodinaminę būseną, kokia buvo pradėta. Bendras ciklinio proceso entalpijos pokytis yra lygus nuliui, nes galutinės ir pradinės termodinaminės būsenos pokyčiai nėra. Kitaip tariant, vidinė energijos kaita cikliniame procese taip pat lygi nuliui. Kadangi sistemai vykstant cikliniam procesui, pradiniai ir galutiniai vidiniai energijos lygiai yra vienodi. Sistemos darbas cikliškame procese yra lygus sistemos absorbuotai šilumai.
Kas yra grįžtamasis procesas?
Grįžtamasis procesas yra procesas, kurį galima pakeisti, norint gauti pradinę būseną, net ir baigus procesą. Šio proceso metu sistema yra termodinaminėje pusiausvyroje su aplinka. Todėl tai nepadidina sistemos ar aplinkos entropijos. Grįžtamasis procesas gali būti atliekamas, jei bendras šilumos ir darbo pasikeitimas tarp sistemos ir aplinkos yra lygus nuliui. Gamtoje tai praktiškai neįmanoma. Tai galima laikyti hipotetiniu procesu. Nes tikrai sunku pasiekti grįžtamąjį procesą.
Kuo skiriasi ciklinis ir grįžtamasis procesas?
Apibrėžimas:
Cikliškas procesas: sakoma, kad procesas yra cikliškas, jei pradinė ir galutinė sistemos būsenos yra identiškos, įvykdžius procesą.
Grįžtamasis procesas: sakoma, kad procesas yra grįžtamasis, jei baigus procesą galima atkurti sistemos pradinę būseną. Tai daroma darant begalinį tam tikros sistemos savybės pokytį.
Pavyzdžiai:
Ciklinis procesas: Šie pavyzdžiai gali būti laikomi cikliniais procesais.
- Išsiplėtimas pastovioje temperatūroje (T).
- Šilumos pašalinimas pastoviu tūriu (V).
- Suspaudimas pastovioje temperatūroje (T).
- Šilumos pridėjimas pastoviu tūriu (V).
Grįžtamasis procesas: Grįžtami procesai yra idealūs procesai, kurių niekada negalima pasiekti praktiškai. Tačiau yra keletas realių procesų, kuriuos galima laikyti gerais aproksimacijomis.
Pavyzdys: Karno ciklas (teorinė koncepcija, kurią 1824 m. Pasiūlė Nicolas Léonard Sadi Carnot.
Prielaidos:
- Stūmoklis, judantis cilindre, judėjimo metu nesudaro jokios trinties.
- Stūmoklio ir cilindro sienos yra puikūs šilumos izoliatoriai.
- Šilumos perdavimas neturi įtakos šaltinio ar kriauklės temperatūrai.
- Darbinis skystis yra idealios dujos.
- Suspaudimas ir išplėtimas yra grįžtamas.
Savybės:
Ciklinis procesas: su dujomis atliktas darbas yra lygus dujų atliktam darbui. Be to, vidinė energijos ir entalpijos kaita sistemoje yra lygi nuliui cikliniame procese.
Grįžtamasis procesas: Grįžtamojo proceso metu sistema yra termodinaminėje pusiausvyroje viena su kita. Tam procesas turėtų vykti be galo mažai, o sistemos šilumos kiekis proceso metu išlieka pastovus. Todėl sistemos entropija išlieka pastovi.
Vaizdo mandagumas:
1. Zephyriso „Stirlingo ciklas“anglų kalbos Vikipedijoje. [CC BY-SA 3.0] per Commons
2. „Carnot šilumos variklis 2“, autorius Ericas Gaba (Sting - fr: Sting) - Nuosavas darbas [viešasis domenas] per „Commons“
