Peamine erinevus – tsükliline vs pöörduv protsess
Tsükliline protsess ja pöörduv protsess on seotud süsteemi alg- ja lõppolekutega pärast töö lõpetamist. Kuid süsteemi alg- ja lõppseisund mõjutavad neid protsesse kahel erineval viisil. Näiteks tsüklilises protsessis on alg- ja lõppseisund pärast protsessi lõpetamist identsed, kuid pöörduva protsessi korral saab protsessi algoleku saamiseks ümber pöörata. Sellest lähtuv alt võib tsüklilist protsessi pidada pöörduvaks protsessiks. Kuid pöörduv protsess ei pruugi olla tsükliline protsess, see on ainult protsess, mida on võimalik tagasi pöörata. See on peamine erinevus tsüklilise ja pöörduva protsessi vahel.
Mis on tsükliline protsess?
Tsükliline protsess on protsess, mille käigus süsteem naaseb samasse termodünaamilisse olekusse, kus see algas. Üldine entalpia muutus tsüklilises protsessis on võrdne nulliga, kuna lõpp- ja algne termodünaamiline olek ei muutu. Teisisõnu, sisemine energiamuutus tsüklilises protsessis on samuti null. Sest kui süsteem läbib tsüklilise protsessi, on esialgne ja lõplik siseenergia tase võrdsed. Süsteemi töö tsüklilises protsessis on võrdne süsteemi neeldunud soojusega.
Mis on pöörduv protsess?
Pööratav protsess on protsess, mille saab algoleku saamiseks tagasi pöörata, isegi kui protsess on lõpule viidud. Selle protsessi käigus on süsteem ümbritseva keskkonnaga termodünaamilises tasakaalus. Seetõttu ei suurenda see süsteemi ega ümbruse entroopiat. Pööratav protsess on võimalik, kui üldine soojus ja üldine töövahetus süsteemi ja ümbruse vahel on null. Looduses pole see praktiliselt võimalik. Seda võib pidada hüpoteetiliseks protsessiks. Sest pöörduvat protsessi on tõesti raske saavutada.
Mis vahe on tsüklilisel ja pöörduval protsessil?
Definitsioon:
Tsükliline protsess: protsessi peetakse tsükliliseks, kui süsteemi alg- ja lõppolek on pärast protsessi käivitamist identsed.
Pööratav protsess: Protsessi nimetatakse pöörduvaks, kui süsteemi saab pärast protsessi lõpetamist oma algolekusse taastada. Seda tehakse mõne süsteemi omaduse lõpmatult väikese muudatusega.
Näited:
Tsükliline protsess: järgmisi näiteid võib pidada tsüklilisteks protsessideks.
- Paisumine konstantsel temperatuuril (T).
- Soojuse eemaldamine konstantse mahu (V) juures.
- Tihe konstantsel temperatuuril (T).
- Soojuse lisamine konstantse mahu (V) juures.
Pööratav protsess: pöörduvad protsessid on ideaalsed protsessid, mida ei saa kunagi praktiliselt saavutada. Kuid on mõningaid reaalseid protsesse, mida võib pidada heaks ligikaudseks.
Näide: Carnot' tsükkel (teoreetiline kontseptsioon, mille pakkus välja Nicolas Léonard Sadi Carnot 1824. aastal.
Eeldused:
- Silindris liikuv kolb ei tekita liikumise ajal hõõrdumist.
- Kolvi ja silindri seinad on täiuslikud soojusisolaatorid.
- Soojuse ülekanne ei mõjuta allika ega valamu temperatuuri.
- Töövedelik on ideaalne gaas.
- Tihendamine ja laiendamine on pööratavad.
Atribuudid:
Tsükliline protsess: gaasiga tehtav töö on võrdne gaasi tehtud tööga. Pealegi on süsteemi siseenergia ja entalpia muutus tsüklilises protsessis võrdne nulliga.
Pööratav protsess: pöörduva protsessi käigus on süsteem üksteisega termodünaamilises tasakaalus. Selleks peaks protsess toimuma lõpmata väikese ajaga ning süsteemi soojussisaldus jääb protsessi ajal konstantseks. Seetõttu jääb süsteemi entroopia konstantseks.
