Різниця між циклічним та оборотним процесом

Ключова різниця - циклічний та оборотний процес
 

Циклічний процес та оборотний процес відносяться до початкових та кінцевих станів системи після завершення роботи. Однак початкові та кінцеві стани системи впливають на ці процеси двома різними способами. Наприклад, у циклічному процесі початковий та кінцевий стани ідентичні після завершення процесу, але при оборотному процесі процес може бути повернутий, щоб отримати його початковий стан. Відповідно, циклічний процес може розглядатися як оборотний процес. Але, оборотний процес - це не обов'язково циклічний процес, це лише процес, який може бути зворотним. Це ключова різниця між циклічний і оборотний процес.

Що таке циклічний процес?

Циклічний процес є процес, коли система повертається до того ж термодинамічного стану, що і розпочалася. Загальна зміна ентальпії в циклічному процесі дорівнює нулю, оскільки в кінцевому та вихідному термодинамічному станах немає змін. Іншими словами, внутрішня зміна енергії в циклічному процесі також дорівнює нулю. Тому що, коли система проходить циклічний процес, початковий та кінцевий внутрішні рівні енергії рівні. Робота, яку виконує система в циклічному процесі, дорівнює тепла, яке поглинає система.

Що таке оборотний процес?

Оборотний процес є процес, який можна повернути, щоб отримати його початковий стан, навіть після того, як процес завершився. Під час цього процесу система перебуває в термодинамічній рівновазі з оточенням. Тому це не збільшує ентропію системи чи оточення. Зворотний процес можна здійснити, якщо загальна теплота та загальний обмін роботою між системою та оточенням дорівнюють нулю. Це практично не можливо в природі. Це можна розглядати як гіпотетичний процес. Тому що досягти зворотного процесу справді важко.

Яка різниця між циклічним та оборотним процесом?

Визначення:

Циклічний процес: Процес, як кажуть, циклічний, якщо початковий стан і кінцевий стан системи ідентичні, після виконання процесу.

Оборотний процес: Кажуть, що процес є оборотним, якщо система може бути відновлена ​​до початкового стану після завершення процесу. Це робиться шляхом нескінченно малої зміни деякої властивості системи.

Приклади:

Циклічний процес: Наступні приклади можна розглядати як циклічні процеси.

• Розширення при постійній температурі (Т).
• Відведення тепла постійним об'ємом (В).
• Стиснення при постійній температурі (Т).
• Додавання тепла при постійному об'ємі (В).

Оборотний процес: Оборотні процеси - це ідеальні процеси, яких практично неможливо досягти. Але є деякі реальні процеси, які можна вважати хорошими наближеннями.

Приклад: Цикл Карно (теоретична концепція, запропонована Ніколя Леонардом Саді Карно в 1824 році.

Припущення:

• Поршень, що рухається в циліндрі, не створює ніякого тертя під час руху.
• Стінки поршня і циліндра є ідеальними теплоізоляторами.
• Передача тепла не впливає на температуру джерела або раковини.
• Робоча рідина - це ідеальний газ.
• Стиснення і розширення оборотні.

Властивості: 

Циклічний процес:  Робота, виконана на газі, дорівнює роботі, яку виконала газ. Більше того, внутрішня енергія та зміни ентальпії в системі дорівнюють нулю в циклічному процесі.

Оборотний процес: Під час оборотного процесу система знаходиться в термодинамічній рівновазі одна з одною. Для цього процес повинен відбуватися нескінченно мало часу, а вміст тепла в системі залишається постійним протягом процесу. Тому ентропія системи залишається постійною.

Надано зображення:

1. "Цикл Стерлінга" Зефіріса в англійській Вікіпедії. [CC BY-SA 3.0] через Commons

2. "Тепловий двигун Карно 2" Еріка Габа (Стінг - fr: Стинг) - Власна робота [Public Domain] через Commons