Ključna razlika – ciklički naspram reverzibilnog procesa
Ciklični proces i reverzibilni proces odnose se na početna i završna stanja sustava nakon završetka rada. Međutim, početno i konačno stanje sustava utječu na te procese na dva različita načina. Na primjer, u cikličkom procesu, početno i konačno stanje su identični nakon završetka procesa, ali u reverzibilnom procesu, proces se može obrnuti kako bi se dobilo početno stanje. Prema tome, ciklički proces se može smatrati reverzibilnim procesom. No, reverzibilni proces nije nužno ciklički proces, to je samo proces koji se može preokrenuti. Ovo je ključna razlika između cikličnog i reverzibilnog procesa.
Što je ciklički proces?
Ciklični proces je proces u kojem se sustav vraća u isto termodinamičko stanje u kojem je započeo. Ukupna promjena entalpije u cikličkom procesu jednaka je nuli jer nema promjene u konačnom i početnom termodinamičkom stanju. Drugim riječima, unutarnja promjena energije u cikličkom procesu također je nula. Jer, kada sustav prolazi kroz ciklički proces, početna i konačna unutarnja razina energije su jednake. Rad koji sustav obavi u cikličkom procesu jednak je toplini koju sustav apsorbira.
Što je reverzibilni proces?
Reverzibilni proces je proces koji se može poništiti kako bi dobio početno stanje, čak i nakon što je proces dovršen. Tijekom ovog procesa sustav je u termodinamičkoj ravnoteži sa svojom okolinom. Stoga ne povećava entropiju sustava ili okoline. Reverzibilni proces može se izvesti ako su ukupna toplina i ukupna izmjena rada između sustava i okoline jednaki nuli. To u prirodi nije praktički moguće. Može se smatrati hipotetskim procesom. Jer, stvarno je teško postići reverzibilan proces.
Koja je razlika između cikličnog i reverzibilnog procesa?
Definicija:
Ciklični proces: Za proces se kaže da je ciklički, ako su početno i konačno stanje sustava identični nakon izvršenja procesa.
Reverzibilni proces: Za proces se kaže da je reverzibilan ako se sustav može vratiti u početno stanje nakon što je proces dovršen. To se postiže infinitezimalnom promjenom nekog svojstva sustava.
Primjeri:
Ciklični proces: Sljedeći primjeri mogu se smatrati cikličkim procesima.
- Ekspanzija pri konstantnoj temperaturi (T).
- Odvođenje topline pri konstantnom volumenu (V).
- Kompresija pri konstantnoj temperaturi (T).
- Dodavanje topline pri konstantnom volumenu (V).
Reverzibilni proces: Reverzibilni procesi su idealni procesi koji se nikada ne mogu praktično postići. Ali postoje neki stvarni procesi koji se mogu smatrati dobrim aproksimacijama.
Primjer: Carnotov ciklus (teorijski koncept koji je predložio Nicolas Léonard Sadi Carnot 1824.
Pretpostavke:
- Klip koji se kreće u cilindru ne stvara nikakvo trenje tijekom gibanja.
- Stjenke klipa i cilindra savršeni su toplinski izolatori.
- Prijenos topline ne utječe na temperaturu izvora ili ponora.
- Radni fluid je idealan plin.
- Kompresija i ekspanzija su reverzibilni.
Svojstva:
Ciklični proces: Rad plina jednak je radu plina. Štoviše, promjena unutarnje energije i entalpije u sustavu jednaka je nuli u cikličkom procesu.
Reverzibilni proces: Tijekom reverzibilnog procesa, sustav je u međusobnoj termodinamičkoj ravnoteži. Za to se proces treba odvijati u beskonačno malom vremenu, a sadržaj topline u sustavu ostaje konstantan tijekom procesa. Dakle, entropija sustava ostaje konstantna.
