Diferența dintre procesul ciclic și cel reversibil

Diferența principală - Proces ciclic vs reversibil

Un proces care apare într-un sistem poate fi numit fie ca un proces ciclic, fie ca un proces reversibil. Un proces ciclic este un proces termodinamic în care sistemul revine la starea inițială. Un proces reversibil este un proces care poate fi inversat pentru a obține starea inițială a unui sistem. Principala diferență între procesul ciclic și cel reversibil este aceea toate procesele ciclice sunt procese reversibile, dar toate procesele reversibile nu sunt neapărat procese ciclice.

Domenii cheie acoperite

1. Ce este un proces ciclic
      - Definiție, forme diferite
2. Ce este un proces reversibil
      - Definiție, explicație a procesului
3. Care este diferența dintre procesul ciclic și cel reversibil
      - Compararea diferențelor cheie

Termeni cheie: compresie, ciclică, expansiune, căldură, izoterică, izotermică, sistem reversibil, termodinamic, de lucru

Ce este un proces ciclic

Un proces ciclic în termodinamică este un proces chimic care revine la starea inițială după progresie. Prin urmare, curba PV pentru un proces ciclic este o curbă închisă. Dacă acest ciclu în curba PV este în sensul acelor de ceasornic, procesul a funcționat. Dar dacă ciclul este în sens contrar acelor de ceasornic, se lucrează la sistem.

Figura 1: Curba PV pentru un proces ciclic

Înainte de a intra în detalii, este important să știm ce înseamnă termenii "muncă" și "căldură". În termodinamică, munca reprezintă cantitatea de energie transferată de la un sistem la altul fără nicio schimbare a entropiei. Căldura este energia transferată de la un sistem mai fierbinte la un sistem cooler.

Tipuri de procese termodinamice ciclice

Există patru tipuri de procese termodinamice ciclice.

Extindere la temperatură constantă

Acesta este, de asemenea, cunoscut sub numele de extinderea izotermică. Termenul izotermic indică o temperatură constantă pe tot parcursul procesului. Când sistemul se extinde, sistemul funcționează și se adaugă căldură în sistem pentru a menține energia internă constantă (izotermă).

Eliminarea căldurii la volum constant

Acesta este, de asemenea, cunoscut sub numele de izochoric. Este un proces de volum constant. Deoarece volumul este constant, nu se face nici o operație de către (sau pe) sistem. Dar temperatura este schimbată.

Compresie la presiune constantă

Acesta este, de asemenea, cunoscut sub numele de compresie izotermică. Deoarece volumul este scăzut în timpul comprimării, se lucrează la sistem. Deoarece energia internă este constantă, căldura este emisă de sistem.

Adăugarea căldurii la volum constant

Acest proces este inversa procesului isochoric.

Ce este un proces reversibil

Un proces reversibil este un proces care poate fi inversat pentru a obține starea inițială a unui sistem. După finalizarea unei anumite reacții chimice (un proces), starea inițială a unui sistem este schimbată. Cu alte cuvinte, atunci când sistemul este supus unui anumit proces, sistemul este schimbat de la starea sa inițială la starea finală. Dacă putem inversa procesul pentru a obține starea inițială înapoi, numim acest proces un proces reversibil.

Să considerăm un sistem care a fost schimbat de la starea A la statul B. Starea inițială a sistemului este A, iar starea finală este B. Dacă putem inversa procesul care a cauzat această schimbare, acest proces este un proces reversibil. Cu toate acestea, această inversare a procesului ar trebui să dea starea inițială A, iar proprietățile înconjurătoare ar trebui să fie identice (fără modificări ale proprietăților termodinamice).

Figura 2: Curba PV pentru un proces reversibil

Un proces reversibil poate fi inversat complet pentru a restabili starea inițială, care nu arată nicio urmă de dovezi că sistemul a fost supus acelui proces. Există doi factori importanți pentru apariția unui proces reversibil. Procesul ar trebui să aibă loc într-un timp infinit de mic. Aceasta înseamnă că procesul ar trebui să dureze un timp care nu poate fi nici măcar măsurat. În al doilea rând, starea inițială și finală a sistemului ar trebui să fie în echilibru între ele. În caz contrar, procesul nu este reversibil.

Diferența dintre procesul ciclic și cel reversibil

Definiție

Ciclic Proces:  Un proces ciclic este un proces chimic care revine la starea inițială după progresie.

Proces reversibil: Un proces reversibil este un proces care poate fi inversat pentru a obține starea inițială a unui sistem.

Reversibilitate

Ciclic Proces:  Un proces ciclic poate fi reversibil sau ireversibil.

Proces reversibil:  Un proces reversibil este, în esență, reversibil.

Curba PV

Ciclic Proces:  Procesele ciclice au o curbă PV închisă.

Proces reversibil:  Procesul reversibil nu este o curbă PV închisă.

Concluzie

Procesele ciclice și reversibile în termodinamică sunt procese chimice care pot reveni la starea termodinamică inițială după terminarea procesului. Principala diferență între procesul ciclic și procesul reversibil este că toate procesele ciclice sunt procese reversibile, dar toate procesele reversibile nu sunt neapărat procese ciclice.

Referinţă:

1. "Un proces ciclic". BU Physics, disponibil aici.
2. "Proces reversibil (termodinamică)" Wikipedia, Fundația Wikimedia, 5 ianuarie 2018, disponibil aici.
3. "Procese reversibile". Termodinamica, disponibil aici.

Datorită fotografiei:

1. "Procesul ciclic" de Englisg Wikipedia (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons