Peamine erinevus - tsükliline vs pöörduv protsess
Tsükliline protsess ja pöörduv protsess on seotud süsteemi alg- ja lõppseisunditega pärast töö lõppu. Süsteemi alg- ja lõppseisundid mõjutavad neid protsesse aga kahel erineval viisil. Näiteks on tsüklilises protsessis alg- ja lõppseisundid pärast protsessi lõpetamist identsed, kuid pöörduva protsessi korral saab protsessi algse oleku saamiseks ümber pöörata. Vastavalt sellele võib tsüklilist protsessi pidada pöörduvaks protsessiks. Kuid pöörduv protsess ei ole tingimata tsükliline protsess, see on ainult protsess, mida on võimalik ümber pöörata. See on peamine erinevus tsüklilise ja pöörduva protsessi vahel.
Mis on tsükliline protsess?
Tsükliline protsess on protsess, kus süsteem naaseb samasse termodünaamikasse, nagu ta alustas. Tsüklilise protsessi üldine entalpia muutus on võrdne nulliga, kuna lõplikus ja esialgses termodünaamilises olekus muutusi pole. Teisisõnu, sisemine energia muutus tsüklilises protsessis on samuti null. Sest kui süsteem läbib tsüklilise protsessi, on algsed ja lõplikud sisemised energiatasemed võrdsed. Süsteemi tsüklilises protsessis tehtud töö võrdub süsteemi neelduva soojusega.
Mis on pöörduv protsess?
Pööratav protsess on protsess, mida saab algse oleku saamiseks muuta ka pärast protsessi lõppu. Selle protsessi käigus on süsteem ümbritseva keskkonnaga termodünaamilises tasakaalus. Seetõttu ei suurenda see süsteemi ega selle ümbruse entroopiat. Pööratava protsessi saab teha, 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: Protsess on tsükliline, kui süsteemi alg- ja lõppolek on pärast protsessi käivitamist identsed.
Pööratav protsess: Protsessi peetakse pöörduvaks, kui pärast protsessi lõppu saab süsteemi taastada oma algseisund. Seda tehakse süsteemi mõnes omaduses lõpmatult väikese muutusega.
Näited:
Tsükliline protsess: järgmisi näiteid võib pidada tsüklilisteks protsessideks.
- Paisumine püsival temperatuuril (T).
- Kuumuse eemaldamine püsiva helitugevusega (V).
- Kokkusurumine konstantsel temperatuuril (T).
- Kuumuse lisamine püsiva helitugevusega (V).
Pööratav protsess: pöörduvad protsessid on ideaalsed protsessid, mida ei saa kunagi praktiliselt saavutada. Kuid on olemas mõned reaalsed protsessid, mida võib pidada heaks lähenduseks.
Näide: Carnoti tsükkel (teoreetiline kontseptsioon, mille pakkus välja Nicolas Léonard Sadi Carnot 1824. aastal.
Eeldused:
- Silindris liikuv kolb ei tekita liikumise ajal mingit hõõrdumist.
- Kolvi ja silindri seinad on ideaalsed soojusisolaatorid.
- Soojuse ülekandmine ei mõjuta allika ega valamu temperatuuri.
- Töövedelik on ideaalne gaas.
- Kokkusurumine ja laiendamine on pöörduvad.
Omadused:
Tsükliline protsess: gaasiga tehtud töö võrdub gaasi tööga. Pealegi on süsteemi sisemine energia ja entalpia muutus tsüklilises protsessis võrdne nulliga.
Pööratav protsess: pöörduva protsessi ajal on süsteem üksteisega termodünaamilises tasakaalus. Selleks peaks protsess toimuma ääretult väikese aja jooksul ja süsteemi soojussisaldus jääb protsessi ajal konstantseks. Seetõttu jääb süsteemi entroopia konstantseks.
Pildi viisakus:
1. Zephyrise “Stirlingi tsükkel” ingliskeelses Vikipeedias. [CC BY-SA 3.0] Commonsi kaudu
2. Eric Gaba (Sting - fr: Sting) “Carnot heat engine 2” - oma töö [Public Domain] Commonsi kaudu
