Galvenā atšķirība - ciklisks un atgriezenisks process
Cikliskais process un atgriezeniskais process attiecas uz sistēmas sākotnējo un beigu stāvokli pēc darba pabeigšanas. Tomēr sistēmas sākuma un beigu stāvokļi šos procesus ietekmē divos dažādos veidos. Piemēram, cikliskā procesā sākotnējais un beigu stāvokļi ir identiski pēc procesa pabeigšanas, bet atgriezeniskā procesā procesu var mainīt, lai iegūtu sākotnējo stāvokli. Attiecīgi ciklisku procesu var uzskatīt par atgriezenisku procesu. Taču atgriezenisks process ne vienmēr ir ciklisks process, tas ir tikai process, ko var mainīt. Šī ir galvenā atšķirība starp ciklisku un atgriezenisku procesu.
Kas ir cikliskais process?
Ciklisks process ir process, kurā sistēma atgriežas tajā pašā termodinamiskajā stāvoklī, kādā tā sākās. Kopējās entalpijas izmaiņas cikliskā procesā ir vienādas ar nulli, jo galīgajā un sākotnējā termodinamiskajā stāvoklī izmaiņas nemainās. Citiem vārdiem sakot, iekšējās enerģijas izmaiņas cikliskā procesā arī ir nulle. Jo, kad sistēmā notiek ciklisks process, sākotnējais un galīgais iekšējās enerģijas līmenis ir vienāds. Darbs, ko sistēma veic cikliskā procesā, ir vienāds ar sistēmas absorbēto siltumu.
Kas ir atgriezeniskais process?
Atgriezenisks process ir process, kuru var mainīt, lai iegūtu sākotnējo stāvokli, pat pēc procesa pabeigšanas. Šī procesa laikā sistēma atrodas termodinamiskā līdzsvarā ar apkārtējo vidi. Tāpēc tas nepalielina sistēmas vai apkārtnes entropiju. Atgriezenisku procesu var veikt, ja kopējais siltums un kopējā darba apmaiņa starp sistēmu un apkārtni ir nulle. Dabā tas praktiski nav iespējams. To var uzskatīt par hipotētisku procesu. Jo patiešām ir grūti panākt atgriezenisku procesu.
Kāda ir atšķirība starp ciklisko un atgriezenisko procesu?
Definīcija:
Cikliskais process: process tiek uzskatīts par ciklisku, ja sistēmas sākotnējais stāvoklis un beigu stāvoklis pēc procesa izpildes ir identiski.
Atgriezenisks process: tiek uzskatīts, ka process ir atgriezenisks, ja sistēmu var atjaunot sākotnējā stāvoklī pēc procesa pabeigšanas. Tas tiek darīts, veicot bezgalīgi nelielas izmaiņas kādā sistēmas īpašībā.
Piemēri:
Ciklisks process: šādus piemērus var uzskatīt par cikliskiem procesiem.
- Izplešanās nemainīgā temperatūrā (T).
- Siltuma noņemšana pie nemainīga tilpuma (V).
- Saspiešana nemainīgā temperatūrā (T).
- Siltuma pievienošana nemainīgā tilpumā (V).
Atgriezenisks process: atgriezeniski procesi ir ideāli procesi, kurus praktiski nekad nevar sasniegt. Bet ir daži reāli procesi, kurus var uzskatīt par labiem aptuveniem aprēķiniem.
Piemērs: Karno cikls (teorētiskā koncepcija, ko ierosināja Nikolass Leonards Sadi Karno 1824. gadā.
Pieņēmumi:
- Vizulis, kas pārvietojas cilindrā, kustības laikā nerada berzi.
- Vizuļa un cilindra sienas ir lieliski siltumizolatori.
- Siltuma pārnese neietekmē avota vai izlietnes temperatūru.
- Darba šķidrums ir ideāla gāze.
- Saspiešana un paplašināšana ir atgriezeniska.
Rekvizīti:
Ciklisks process: ar gāzi veiktais darbs ir vienāds ar gāzes veikto darbu. Turklāt iekšējā enerģija un entalpijas izmaiņas sistēmā ir vienādas ar nulli cikliskā procesā.
Atgriezenisks process: atgriezeniska procesa laikā sistēma atrodas termodinamiskā līdzsvarā viena ar otru. Šim nolūkam procesam jānotiek bezgalīgi mazā laikā, un sistēmas siltuma saturs procesa laikā paliek nemainīgs. Līdz ar to sistēmas entropija paliek nemainīga.
