Pagrindinis skirtumas – ciklinis ir grįžtamasis procesas
Ciklinis procesas ir grįžtamasis procesas yra susiję su pradine ir galutine sistemos būsena, kai darbas baigtas. Tačiau pradinė ir galutinė sistemos būsenos veikia šiuos procesus dviem skirtingais būdais. Pavyzdžiui, cikliniame procese pradinė ir galutinė būsenos yra identiškos užbaigus procesą, tačiau grįžtamame procese procesas gali būti pakeistas, kad būtų gauta pradinė būsena. Atitinkamai, ciklinis procesas gali būti laikomas grįžtamu procesu. Tačiau grįžtamasis procesas nebūtinai yra cikliškas, tai tik procesas, kurį galima pakeisti. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp ciklinio ir grįžtamojo proceso.
Kas yra ciklinis procesas?
Ciklinis procesas – tai procesas, kai sistema grįžta į tą pačią termodinaminę būseną, kaip ir prasidėjo. Bendras entalpijos pokytis cikliniame procese yra lygus nuliui, nes galutinė ir pradinė termodinaminė būsena nesikeičia. Kitaip tariant, vidinis energijos pokytis cikliniame procese taip pat yra lygus nuliui. Nes, kai sistemoje vyksta ciklinis procesas, pradinis ir galutinis vidinės energijos lygiai yra vienodi. Sistemos atliktas darbas cikliniame procese yra lygus sistemos sugertai šilumai.
Kas yra grįžtamasis procesas?
Grąžinamas procesas yra procesas, kurį galima pakeisti, kad būtų pasiekta pradinė būsena, net ir užbaigus procesą. Šio proceso metu sistema yra termodinaminėje pusiausvyroje su aplinka. Todėl tai nedidina sistemos ar aplinkos entropijos. Grįžtamasis procesas gali būti atliktas, jei bendras šilumos kiekis ir bendras darbo mainai tarp sistemos ir aplinkos yra lygūs nuliui. Gamtoje tai praktiškai neįmanoma. Tai galima laikyti hipotetiniu procesu. Nes tikrai sunku pasiekti grįžtamąjį procesą.
Kuo skiriasi ciklinis ir grįžtamasis procesas?
Apibrėžimas:
Ciklinis procesas: procesas laikomas cikliniu, jei pradinė ir galutinė sistemos būsena yra identiškos, po proceso vykdymo.
Atšaukiamas procesas: procesas yra grįžtamasis, jei užbaigus procesą galima atkurti pradinę sistemos būseną. Tai daroma be galo mažu tam tikros sistemos savybės pakeitimu.
Pavyzdžiai:
Ciklinis procesas: šie pavyzdžiai gali būti laikomi cikliniais procesais.
- Išsiplėtimas esant pastoviai temperatūrai (T).
- Šilumos pašalinimas esant pastoviam tūriui (V).
- Suspaudimas esant pastoviai temperatūrai (T).
- Šilumos pridėjimas esant pastoviam tūriui (V).
Atšaukiamas procesas: grįžtamieji procesai yra idealūs procesai, kurių praktiškai neįmanoma pasiekti. Tačiau yra keletas realių procesų, kuriuos galima laikyti gerais apytiksliais skaičiavimais.
Pavyzdys: Carnot ciklas (1824 m. Nicolas Léonard Sadi Carnot pasiūlyta teorinė koncepcija.
Prielaidos:
- Cilindre judantis stūmoklis judėjimo metu nesukelia jokios trinties.
- Stūmoklio ir cilindro sienelės yra puikūs šilumos izoliatoriai.
- Šilumos perdavimas neturi įtakos š altinio ar kriauklės temperatūrai.
- Darbinis skystis yra idealios dujos.
- Suspaudimas ir išplėtimas yra grįžtami.
Ypatybės:
Ciklinis procesas: darbas, atliktas su dujomis, yra lygus darbui, kurį atlieka dujos. Be to, vidinė energija ir entalpijos pokytis sistemoje yra lygus nuliui cikliniame procese.
Grįžtamasis procesas: grįžtamojo proceso metu sistema yra termodinaminėje pusiausvyroje. Tam procesas turėtų vykti per be galo trumpą laiką, o sistemos šilumos kiekis proceso metu išliks pastovus. Todėl sistemos entropija išlieka pastovi.
