Galvenā atšķirība - ciklisks un atgriezenisks process
Cikliskais process un atgriezeniskais process attiecas uz sistēmas sākotnējo un galīgo stāvokli pēc darba pabeigšanas. Tomēr sistēmas sākotnējais un galīgais stāvoklis šos procesus ietekmē divos dažādos veidos. Piemēram, cikliskā procesā sākuma un beigu stāvokļi pēc procesa pabeigšanas ir identiski, bet atgriezeniskā procesā procesu var mainīt, lai iegūtu sākotnējo stāvokli. Attiecīgi ciklisku procesu var uzskatīt par atgriezenisku procesu. Bet atgriezenisks process ne vienmēr ir ciklisks process, tas ir tikai process, kuru var mainīt. Šī ir galvenā atšķirība starp ciklisku un atgriezenisku procesu.
Kas ir cikliskais process?
Cikliskais process ir process, kurā sistēma atgriežas tajā pašā termodinamiskajā stāvoklī, kādā tā sākās. Kopējā entalpijas maiņa cikliskā procesā ir vienāda ar nulli, jo galīgajā un sākotnējā termodinamiskajā stāvoklī nav izmaiņu. Citiem vārdiem sakot, iekšējā enerģijas maiņa cikliskā procesā ir arī nulle. Jo, kad sistēmā notiek ciklisks process, sākotnējais un galīgais iekšējais enerģijas līmenis ir vienāds. Sistēmas darbs 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 apkārtni. Tāpēc tas nepalielina ne sistēmas, ne 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. Tā kā atgriezenisku procesu ir patiešām grūti panākt.
Kāda ir atšķirība starp ciklisko un atgriezenisko procesu?
Definīcija:
Ciklisks process: Tiek uzskatīts, ka process ir ciklisks, ja sistēmas sākotnējais stāvoklis un galīgais stāvoklis pēc procesa izpildes ir identiski.
Atgriezenisks process: Tiek teikts, ka process ir atgriezenisks, ja pēc procesa pabeigšanas sistēmu var atjaunot sākotnējā stāvoklī. Tas tiek darīts, veicot bezgalīgas izmaiņas dažos sistēmas īpašumos.
Piemēri:
Cikliskais process: Par cikliskiem procesiem var uzskatīt šādus piemērus.
- Izplešanās nemainīgā temperatūrā (T).
- Siltuma noņemšana ar nemainīgu tilpumu (V).
- Saspiešana nemainīgā temperatūrā (T).
- Siltuma pievienošana nemainīgā tilpumā (V).
Atgriezenisks process: Atgriezeniskie procesi ir ideāli procesi, kurus praktiski nekad nevar sasniegt. Bet ir daži reāli procesi, kurus var uzskatīt par labiem tuvinājumiem.
Piemērs: Karotna cikls (teorētiska koncepcija, ko 1824. gadā ierosināja Nikolass Leonards Sadijs Karnots.
Pieņēmumi:
- Virzulis, kas pārvietojas cilindrā, kustības laikā nerada berzi.
- Virzuļa un cilindra sienas ir lieliski siltuma izolatori.
- Siltuma pārnešana neietekmē avota vai izlietnes temperatūru.
- Darba šķidrums ir ideāla gāze.
- Saspiešana un izplešanās ir atgriezeniska.
Īpašības:
Cikliskais process: paveiktais darbs ar gāzi ir vienāds ar gāzes paveikto. Turklāt iekšējā enerģija un entalpijas izmaiņas sistēmā ir vienādas ar nulli cikliskā procesā.
Atgriezenisks process: Atgriezeniska procesa laikā sistēma atrodas termodinamiskā līdzsvarā viens ar otru. Tam procesam jānotiek bezgalīgi mazā laikā, un sistēmas siltuma saturs procesa laikā paliek nemainīgs. Tāpēc sistēmas entropija paliek nemainīga.
Attēla pieklājība:
1. Zefīra “Stirling Cycle” angļu valodā Wikipedia. [CC BY-SA 3.0], izmantojot Commons
2. Ērika Gaba (Sting - fr: Sting) “Carnot heat engine 2” - pašu darbs [Public Domain], izmantojot Commons
