Ključna razlika - ciklički i reverzibilni postupak
Ciklički proces i reverzibilni proces odnose se na početna i konačna stanja sustava nakon završetka rada. Međutim, početno i konačno stanje sustava utječu na te procese na dva različita načina. Na primjer, u cikličkom procesu, početno i konačno stanje su identični nakon završetka postupka, ali, u reverzibilnom procesu, postupak se može obrnuti da bi dobio početno stanje. Sukladno tome, ciklički proces može se smatrati reverzibilnim postupkom. No, reverzibilni proces nije nužno ciklički proces, to je samo proces koji se može preokrenuti. To je ključna razlika između cikličkog i reverzibilnog procesa.
Što je ciklički postupak?
Ciklički proces je proces u kojem se sustav vraća u isto termodinamičko stanje kao što je započeo. Ukupna promjena entalpije u cikličkom procesu jednaka je nuli, jer nema promjene u konačnom i početnom termodinamičkom stanju. Drugim riječima, unutarnja promjena energije u cikličkom procesu također je nula. Jer, kada se sustav podvrgne cikličkom procesu, početna i konačna unutarnja razina energije su jednake. Rad koji sustav radi u cikličkom procesu jednak je toplini koju sustav apsorbira.
Što je reverzibilni postupak?
Reverzibilni postupak je postupak koji se može obrnuti da bi dobio početno stanje, čak i nakon što je postupak dovršen. Tijekom ovog procesa sustav je u termodinamičkoj ravnoteži sa okolinom. Stoga ne povećava entropiju sustava ili okoline. Reverzibilan postupak može se izvesti ako su ukupna toplina i ukupna razmjena rada između sustava i okoline jednaki nuli. To u prirodi praktički nije moguće. Može se smatrati hipotetičkim postupkom. Jer, zaista je teško postići reverzibilan postupak.
Koja je razlika između cikličkog i reverzibilnog postupka?
Definicija:
Ciklički proces: Za proces se kaže da je cikličan, ako su početno stanje i konačno stanje sustava identični, nakon izvođenja procesa.
Reverzibilni proces: Za proces se kaže da je reverzibilan ako se sustav može vratiti u početno stanje nakon što je proces završen. To se postiže beskrajno malom promjenom nekog svojstva sustava.
Primjeri:
Ciklički postupak: Sljedeći se primjeri mogu smatrati cikličkim procesima.
- Proširenje pri konstantnoj temperaturi (T).
- Uklanjanje topline konstantnim volumenom (V).
- Kompresija pri konstantnoj temperaturi (T).
- Dodavanje topline konstantnim volumenom (V).
Reverzibilni postupak: Reverzibilni procesi idealni su procesi koji se nikada ne mogu postići u praksi. Ali postoje neki stvarni procesi koji se mogu smatrati dobrim aproksimacijama.
Primjer: Carnotov ciklus (teoretski koncept koji je 1824. predložio Nicolas Léonard Sadi Carnot.
Pretpostavke:
- Klip koji se kreće u cilindru ne stvara trenje tijekom kretanja.
- Zidovi klipa i cilindra savršeni su izolatori topline.
- Prijenos topline ne utječe na temperaturu izvora ili sudopera.
- Radna tekućina je idealan plin.
- Kompresija i širenje su reverzibilni.
Svojstva:
Ciklički postupak: Rad na plinu jednak je radu koji vrši plin. Štoviše, unutarnja energija i promjena entalpije u sustavu jednaki su nuli u cikličkom procesu.
Reverzibilni proces: Tijekom reverzibilnog procesa sustav je međusobno u termodinamičkoj ravnoteži. Zbog toga bi se proces trebao dogoditi u beskrajno malo vremena, a sadržaj topline u sustavu tijekom postupka ostaje konstantan. Stoga entropija sustava ostaje konstantna.
Ljubaznost slike:
1. "Ciklus Stirlinga" Zephyrisa na Wikipediji na engleskom jeziku. [CC BY-SA 3.0] putem Commons-a
2. “Carnotov toplinski motor 2”, Eric Gaba (Sting - fr: Sting) - Vlastito djelo [Public Domain] putem Commonsa
