Διαφορά μεταξύ κυκλικής και αναστρέψιμης διαδικασίας

Κύρια διαφορά – Κυκλική έναντι αναστρέψιμη διαδικασία

Μια διεργασία που συμβαίνει σε ένα σύστημα μπορεί να ονομαστεί είτε ως κυκλική είτε ως αναστρέψιμη διεργασία. Μια κυκλική διαδικασία είναι μια θερμοδυναμική διαδικασία κατά την οποία το σύστημα επανέρχεται στην αρχική του κατάσταση. Μια αναστρέψιμη διαδικασία είναι μια διαδικασία που μπορεί να αντιστραφεί προκειμένου να αποκτηθεί η αρχική κατάσταση ενός συστήματος. Η κύρια διαφορά μεταξύ κυκλικής και αναστρέψιμης διαδικασίας είναι ότι όλες οι κυκλικές διεργασίες είναι αναστρέψιμες διαδικασίες, αλλά όλες οι αναστρέψιμες διεργασίες δεν είναι απαραίτητα κυκλικές διεργασίες.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι μια Κυκλική Διαδικασία
      – Ορισμός, διαφορετικές μορφές
2. Τι είναι μια αναστρέψιμη διεργασία
      – Ορισμός, εξήγηση της διαδικασίας
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κυκλικής και αναστρέψιμης διαδικασίας
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:συμπίεση, κυκλική, διαστολή, θερμότητα, ισοχορική, ισοθερμική, αναστρέψιμη, σύστημα, θερμοδυναμική, εργασία

Τι είναι η κυκλική διαδικασία

Μια κυκλική διαδικασία στη θερμοδυναμική είναι μια χημική διαδικασία που επανέρχεται στην αρχική κατάσταση μετά την πρόοδο. Επομένως, η καμπύλη ΦΒ για μια κυκλική διεργασία είναι μια κλειστή καμπύλη. Εάν αυτός ο κύκλος στην καμπύλη φωτοβολταϊκών είναι δεξιόστροφα, η διαδικασία έχει κάνει δουλειά. Αλλά αν ο κύκλος είναι αριστερόστροφα, γίνεται δουλειά στο σύστημα.

Εικόνα 1:Καμπύλη φωτοβολταϊκών για μια κυκλική διαδικασία

Προτού υπεισέλθουμε σε λεπτομέρειες, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε τι σημαίνουν οι όροι "εργασία" και "θερμότητα". Στη θερμοδυναμική, έργο είναι η ποσότητα ενέργειας που μεταφέρεται από το ένα σύστημα στο άλλο χωρίς καμία αλλαγή στην εντροπία. Η θερμότητα είναι η ενέργεια που μεταφέρεται από ένα θερμότερο σύστημα σε ένα ψυχρότερο σύστημα.

Τύποι κυκλικών θερμοδυναμικών διεργασιών

Υπάρχουν τέσσερις τύποι κυκλικών θερμοδυναμικών διεργασιών.

Επέκταση σε σταθερή θερμοκρασία

Αυτό είναι επίσης γνωστό ως ισόθερμη διαστολή . Ο όρος ισοθερμική υποδηλώνει σταθερή θερμοκρασία σε όλη τη διαδικασία. Όταν το σύστημα επεκτείνεται, το σύστημα λειτουργεί και προστίθεται θερμότητα στο σύστημα για να διατηρείται σταθερή η εσωτερική ενέργεια (ισόθερμη).

Αφαίρεση θερμότητας σε σταθερό όγκο

Αυτή είναι επίσης γνωστή ως ισοχωρική διαδικασία . Είναι μια διαδικασία σταθερού όγκου. Δεδομένου ότι η ένταση είναι σταθερή, δεν γίνεται καμία εργασία από (ή ενεργοποιημένο) σύστημα. Αλλά η θερμοκρασία αλλάζει.

Συμπίεση σε σταθερή πίεση

Αυτό είναι επίσης γνωστό ως ισόθερμη συμπίεση . Δεδομένου ότι η ένταση μειώνεται κατά τη συμπίεση, γίνεται εργασία στο σύστημα. Εφόσον η εσωτερική ενέργεια είναι σταθερή, η θερμότητα εκπέμπεται από το σύστημα.

Προσθήκη θερμότητας σε σταθερό όγκο

Αυτή η διαδικασία είναι το αντίστροφο της ισοχορικής διαδικασίας.

Τι είναι μια αναστρέψιμη διαδικασία

Μια αναστρέψιμη διεργασία είναι μια διαδικασία που μπορεί να αντιστραφεί προκειμένου να ληφθεί η αρχική κατάσταση ενός συστήματος. Μετά την ολοκλήρωση μιας ορισμένης χημικής αντίδρασης (μιας διεργασίας), η αρχική κατάσταση ενός συστήματος αλλάζει. Με άλλα λόγια, όταν το σύστημα υποβάλλεται σε μια συγκεκριμένη διαδικασία, το σύστημα αλλάζει από την αρχική του κατάσταση στην τελική κατάσταση. Εάν μπορούμε να αντιστρέψουμε τη διαδικασία για να επαναφέρουμε την αρχική κατάσταση, ονομάζουμε αυτή τη διαδικασία αναστρέψιμη διαδικασία.

Ας εξετάσουμε ένα σύστημα που έχει αλλάξει από την κατάσταση Α στην κατάσταση Β. Η αρχική κατάσταση του συστήματος είναι Α και η τελική κατάσταση είναι Β. Αν μπορούμε να αντιστρέψουμε την διαδικασία που προκάλεσε αυτή την αλλαγή, αυτή η διαδικασία είναι μια αναστρέψιμη διαδικασία. Ωστόσο, αυτό το αντίστροφο της διαδικασίας θα πρέπει να δώσει την αρχική κατάσταση Α και οι ιδιότητες του περιβάλλοντος θα πρέπει να είναι οι ίδιες (καμία αλλαγή στις θερμοδυναμικές ιδιότητες).

Εικόνα 2:Καμπύλη ΦΒ για μια αναστρέψιμη διεργασία

Μια αναστρέψιμη διαδικασία μπορεί να αντιστραφεί πλήρως για να επαναφέρει την αρχική κατάσταση που δεν δείχνει κανένα ίχνος απόδειξης ότι το σύστημα υποβλήθηκε σε αυτήν τη διαδικασία. Υπάρχουν δύο σημαντικοί παράγοντες για να συμβεί μια αναστρέψιμη διαδικασία. Η διαδικασία θα πρέπει να συμβεί σε απειροελάχιστα μικρό χρονικό διάστημα. Αυτό σημαίνει ότι η διαδικασία θα πρέπει να πάρει χρόνο που δεν μπορεί καν να μετρηθεί. Δεύτερον, η αρχική και η τελική κατάσταση του συστήματος θα πρέπει να βρίσκονται σε ισορροπία μεταξύ τους. Διαφορετικά, η διαδικασία δεν είναι αναστρέψιμη.

Διαφορά μεταξύ κυκλικής και αναστρέψιμης διεργασίας

Ορισμός

Κυκλική Διαδικασία: Μια κυκλική διαδικασία είναι μια χημική διαδικασία που επανέρχεται στην αρχική κατάσταση μετά την εξέλιξη.

Αναστρέψιμη διαδικασία: Μια αναστρέψιμη διαδικασία είναι μια διαδικασία που μπορεί να αντιστραφεί προκειμένου να ληφθεί η αρχική κατάσταση ενός συστήματος.

Αναστρεψιμότητα

Κυκλική Διαδικασία: Μια κυκλική διαδικασία μπορεί να είναι αναστρέψιμη ή μη αναστρέψιμη.

Αναστρέψιμη διαδικασία: Μια αναστρέψιμη διαδικασία είναι ουσιαστικά αναστρέψιμη.

Καμπύλη PV

Κυκλική Διαδικασία: Οι κυκλικές διεργασίες έχουν μια κλειστή καμπύλη ΦΒ.

Αναστρέψιμη διαδικασία: Η αναστρέψιμη διεργασία δεν είναι μια κλειστή καμπύλη ΦΒ.

Συμπέρασμα

Οι κυκλικές και αναστρέψιμες διεργασίες στη θερμοδυναμική είναι χημικές διεργασίες που μπορούν να επανέλθουν στην αρχική θερμοδυναμική κατάσταση μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας. Η κύρια διαφορά μεταξύ της κυκλικής διαδικασίας και της αναστρέψιμης διαδικασίας είναι ότι όλες οι κυκλικές διεργασίες είναι αναστρέψιμες διαδικασίες, αλλά όλες οι αναστρέψιμες διεργασίες δεν είναι απαραίτητα κυκλικές διεργασίες.

Αναφορά:

1. «Μια κυκλική διαδικασία». BU Physics, Διαθέσιμο εδώ.
2. «Αναστρέψιμη διεργασία (Θερμοδυναμική).» Wikipedia, Ίδρυμα Wikimedia, 5 Ιανουαρίου 2018, Διαθέσιμο εδώ.
3. «Αναστρέψιμες διεργασίες». Θερμοδυναμική, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Κυκλική διαδικασία" Από την αγγλική Wikipedia (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia