Nøgleforskel – cyklisk vs reversibel proces
Cyklisk proces og reversibel proces relaterer sig til indledende og endelige tilstande af et system, efter at et arbejde er afsluttet. Imidlertid påvirker systemets begyndelses- og sluttilstand disse processer på to forskellige måder. For eksempel, i en cyklisk proces, er start- og sluttilstanden identiske efter afslutning af processen, men i en reversibel proces kan processen vendes for at få dens starttilstand. En cyklisk proces kan derfor betragtes som en reversibel proces. Men en reversibel proces er ikke nødvendigvis en cyklisk proces, det er kun en proces, der er i stand til at blive vendt. Dette er den vigtigste forskel mellem en cyklisk og reversibel proces.
Hvad er cyklisk proces?
Den cykliske proces er en proces, hvor systemet vender tilbage til den samme termodynamiske tilstand, som det startede. Den samlede entalpiændring i en cyklisk proces er lig med nul, da der ikke er nogen ændring i den endelige og den indledende termodynamiske tilstand. Med andre ord er den indre energiændring i en cyklisk proces også nul. Fordi når et system gennemgår en cyklisk proces, er de indledende og endelige indre energiniveauer lige store. Det arbejde, som systemet udfører i en cyklisk proces, er lig med den varme, systemet absorberer.
Hvad er reversibel proces?
En reversibel proces er en proces, der kan vendes for at få sin oprindelige tilstand, selv efter at processen er afsluttet. Under denne proces er systemet i termodynamisk ligevægt med sine omgivelser. Derfor øger det ikke entropien i systemet eller omgivelserne. En reversibel proces kan udføres, hvis den samlede varme og den samlede arbejdsudveksling mellem systemet og omgivelserne er nul. Dette er ikke praktisk muligt i naturen. Det kan betragtes som en hypotetisk proces. Fordi det er virkelig svært at opnå en reversibel proces.
Hvad er forskellen mellem cyklisk og reversibel proces?
Definition:
Cyklisk proces: En proces siges at være cyklisk, hvis starttilstanden og sluttilstanden af et system er identiske, efter at have udført en proces.
Reversibel proces: En proces siges at være reversibel, hvis systemet kan gendannes til sin oprindelige tilstand, efter at processen er afsluttet. Dette gøres ved at foretage en uendelig ændring i en eller anden egenskab ved systemet.
Eksempler:
Cyklisk proces: Følgende eksempler kan betragtes som cykliske processer.
- Ekspansion ved konstant temperatur (T).
- Fjernelse af varme ved konstant volumen (V).
- Kompression ved konstant temperatur (T).
- Tilsætning af varme ved konstant volumen (V).
Reversible processer: Reversible processer er ideelle processer, som aldrig kan opnås i praksis. Men der er nogle virkelige processer, der kan betragtes som gode tilnærmelser.
Eksempel: Carnot-cyklus (et teoretisk koncept foreslået af Nicolas Léonard Sadi Carnot i 1824.
Antagelser:
- Stemplet, der bevæger sig i cylinderen, skaber ingen friktion under bevægelse.
- Væggene i stemplet og cylinderen er perfekte varmeisolatorer.
- Overførslen af varmen påvirker ikke temperaturen på kilden eller vasken.
- Arbejdsvæske er en ideel gas.
- Kompression og udvidelse er reversible.
Properties:
Cyklisk proces: Det arbejde, der udføres på gassen, er lig med det arbejde, der udføres af gassen. Desuden er den indre energi og entalpiændringen i systemet lig med nul i en cyklisk proces.
Reversibel proces: Under en reversibel proces er systemet i termodynamisk ligevægt med hinanden. Til det skal processen foregå i uendelig kort tid, og varmeindholdet i systemet forbliver konstant under processen. Derfor forbliver systemets entropi konstant.
