Rozdíl mezi cyklickým a reverzibilním procesem

Klíčový rozdíl - cyklický vs reverzibilní proces
 

Cyklický proces a reverzibilní proces se týkají počátečních a konečných stavů systému po dokončení práce. Počáteční a konečné stavy systému však tyto procesy ovlivňují dvěma různými způsoby. Například v cyklickém procesu jsou počáteční a finální stavy identické po dokončení procesu, ale v reverzibilním procesu může být proces obrácen, aby se získal jeho počáteční stav. V souladu s tím, cyklický proces lze považovat za reverzibilní proces. Ale reverzibilní proces není nutně cyklický proces, je to pouze proces, který je možné zvrátit. To je klíčový rozdíl mezi cyklický a reverzibilní proces.

Co je cyklický proces?

Cyklický proces je proces, ve kterém se systém vrací do stejného termodynamického stavu jako byl spuštěn. Celková změna entalpie v cyklickém procesu se rovná nule, protože v konečném a počátečním termodynamickém stavu nedochází k žádné změně. Jinými slovy, změna vnitřní energie v cyklickém procesu je také nulová. Protože, když systém prochází cyklickým procesem, počáteční a konečná vnitřní úroveň energie je stejná. Práce prováděná systémem v cyklickém procesu je stejná jako teplo absorbované systémem.

Co je reverzibilní proces?

Reverzibilní proces je proces, který lze zvrátit, aby se dostal do původního stavu, a to i po dokončení procesu. Během tohoto procesu je systém v termodynamické rovnováze s okolím. Nezvyšuje tedy entropii systému nebo okolí. Reverzibilní proces lze provést, pokud je celkové teplo a celková výměna práce mezi systémem a okolím nulové. To v podstatě není možné. Lze to považovat za hypotetický proces. Protože je opravdu obtížné dosáhnout reverzibilního procesu.

Jaký je rozdíl mezi cyklickým a reverzibilním procesem?

Definice:

Cyklický proces: Proces je řekl, aby byl cyklický, jestliže počáteční stav a konečný stav systému jsou totožné, po provedení procesu.

Reverzibilní proces: O procesu se říká, že je reverzibilní, pokud lze systém po dokončení procesu obnovit do původního stavu. To se provádí pomocí nekonečné změny v některé vlastnosti systému.

Příklady:

Cyklický proces: Následující příklady lze považovat za cyklické procesy.

• Expanze při konstantní teplotě (T).
• Odvod tepla při konstantním objemu (V).
• Komprese při konstantní teplotě (T).
• Přídavek tepla při konstantním objemu (V).

Reverzibilní proces: Reverzibilní procesy jsou ideální procesy, kterých nelze prakticky nikdy dosáhnout. Existují však některé skutečné procesy, které lze považovat za dobré aproximace.

Příklad: Carnotův cyklus (teoretický koncept navrhl Nicolas Léonard Sadi Carnot v roce 1824.

Předpoklady:

• Píst pohybující se ve válci nezpůsobuje žádné tření během pohybu.
• Stěny pístu a válce jsou dokonalými tepelnými izolátory.
• Přenos tepla nemá vliv na teplotu zdroje nebo dřezu.
• Pracovní tekutina je ideální plyn.
• Komprese a expanze jsou reverzibilní.

Vlastnosti: 

Cyklický proces:  Práce na plynu se rovná práci na plynu. Kromě toho se v cyklickém procesu vnitřní energie a změna entalpie v systému rovná nule.

Reverzibilní proces: Během reverzibilního procesu je systém v termodynamické rovnováze. K tomu by měl proces probíhat v nekonečně malé době a tepelný obsah systému zůstává během procesu konstantní. Entropie systému tedy zůstává konstantní.

Obrázek se svolením:

1. „Stirlingův cyklus“ od Zephyrisa na Wikipedii v anglickém jazyce. [CC BY-SA 3.0] prostřednictvím Commons

2. „Carnotův tepelný motor 2“ od Eric Gaba (Sting - fr: Sting) - Vlastní práce [Public Domain] prostřednictvím Commons