Tsüklilise ja pöörduva protsessi erinevus

Peamine erinevus - tsükliline vs pöörduv protsess
 

Tsükliline protsess ja pöörduv protsess on seotud süsteemi alg- ja lõppseisundiga pärast töö valmimist. Süsteemi alg- ja lõppseisund mõjutavad neid protsesse siiski kahel viisil. Näiteks tsüklilises protsessis on alg- ja lõppseisund pärast protsessi lõpetamist identsed, kuid pöörduva protsessi korral saab protsessi algseisundi saamiseks tagasi pöörata. Vastavalt, tsüklilist protsessi võib pidada pöörduvaks protsessiks. Kuid pöörduv protsess ei ole tingimata tsükliline protsess, see on ainult protsess, mida saab pöörata. See on võtme erinevus tsükliline ja pöörduv protsess.

Mis on tsükliline protsess?

Tsükliline protsess on protsess, kus süsteem naaseb samasse termodünaamilisse olekusse, nagu ta käivitas. Üldine entalpia muutus tsüklilises protsessis on võrdne nulliga, kuna lõplikus ja algses termodünaamilises olekus muutusi pole. Teisisõnu on ka sisemise energia muutus tsüklilises protsessis null. Sest kui süsteemis toimub tsükliline protsess, on sisemine ja algne energia tase võrdsed. Süsteemi poolt tsüklilises protsessis tehtud töö on võrdne süsteemi poolt neeldunud soojusega.

Mis on pöörduv protsess?

Pööratav protsess on protsessi, mida saab algseisundi saamiseks tagasi pöörata isegi pärast protsessi lõppu. Selle protsessi käigus on süsteem ümbritseva keskkonnaga termodünaamilises tasakaalus. Seetõttu ei suurenda see süsteemi ega ümbruse entroopiat. Pööratava protsessi saab läbi viia, kui süsteemi ja ümbruse üldine soojus ja kogu töövahetus on null. Looduses pole see praktiliselt võimalik. Seda võib pidada hüpoteetiliseks protsessiks. Sest pöörduvat protsessi on tõesti keeruline saavutada.

Mis vahe on tsüklilisel ja pöörduval protsessil??

Definitsioon:

Tsükliline protsess: Protsessi peetakse tsükliliseks, kui süsteemi algseisund ja lõppseis on identsed pärast protsessi teostamist.

Pööratav protsess: Protsessi peetakse pöörduvaks, kui süsteemi saab pärast protsessi lõppu taastada oma algsesse olekusse. Selleks tehakse süsteemi mõnes atribuudis lõpmatu muutus.

Näited:

Tsükliline protsess: Järgmisi näiteid võib pidada tsüklilisteks protsessideks.

• Paisumine püsival temperatuuril (T).
• Kuumuse eemaldamine konstantsel ruumalal (V).
• Kokkusurumine püsival temperatuuril (T).
• Konstantse ruumala (V) lisamine soojusele.

Pööratav protsess: Pööratavad protsessid on ideaalsed protsessid, mida ei saa kunagi praktiliselt saavutada. Kuid on ka reaalseid protsesse, mida võib pidada headeks lähenditeks.

Näide: Carnoti tsükkel (Nicolas Léonard Sadi Carnoti poolt 1824. aastal välja pakutud teoreetiline kontseptsioon).

Eeldused:

• Silindris liikuv kolb ei tekita liikumise ajal hõõrdumist.
• Kolvi ja silindri seinad on ideaalsed soojusisolaatorid.
• Soojuse ülekandumine ei mõjuta allika ega valamu temperatuuri.
• Töövedelik on ideaalne gaas.
• Tihendamine ja laienemine on pöörduvad.

Omadused: 

Tsükliline protsess:  Gaasiga tehtud töö võrdub gaasi tehtud tööga. Veelgi enam, sisemine energia ja entalpia muutus süsteemis on tsüklilises protsessis võrdne nulliga.

Pööratav protsess: Pööratava protsessi ajal on süsteem üksteisega termodünaamilises tasakaalus. Selleks peaks protsess toimuma lõpmatuseni väikese aja jooksul ja süsteemi soojusisaldus jääb protsessi ajal konstantseks. Seetõttu jääb süsteemi entroopia konstantseks.

Pilt viisakalt:

1. Zephyrise “Stirling Cycle” ingliskeelses Vikipeedias. [CC BY-SA 3.0] Commonsi kaudu

2. Ericu Gaba (Sting - fr: Sting) - Enda töö [Public Domain] Commonsi kaudu