Verschil tussen cyclisch en reversibel proces

Belangrijkste verschil - cyclisch versus omkeerbaar proces

Een proces dat in een systeem plaatsvindt, kan worden benoemd als een cyclisch proces of als een omkeerbaar proces. Een cyclisch proces is een thermodynamisch proces waarbij het systeem terugkeert naar de oorspronkelijke toestand. Een omkeerbaar proces is een proces dat kan worden omgekeerd om de initiële status van een systeem te verkrijgen. Het grootste verschil tussen cyclisch en omkeerbaar proces is dat alle cyclische processen zijn omkeerbare processen, maar alle omkeerbare processen zijn niet noodzakelijkerwijs cyclische processen.

Key Areas Covered

1. Wat is een cyclisch proces
      - Definitie, verschillende vormen
2. Wat is een omkeerbaar proces
      - Definitie, uitleg van het proces
3. Wat is het verschil tussen cyclisch en reversibel proces
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: Compressie, Cyclisch, Expansie, Warmte, Isochorisch, Isothermisch, Omkeerbaar, Systeem, Thermodynamisch, Werk

Wat is een cyclisch proces

Een cyclisch proces in de thermodynamica is een chemisch proces dat terugkomt naar de initiële toestand na progressie. Daarom is de PV-curve voor een cyclisch proces een ingesloten curve. Als deze cyclus in PV-curve met de klok mee loopt, heeft het proces zijn werk gedaan. Maar als de cyclus tegen de klok in is, wordt er gewerkt aan het systeem.

Figuur 1: PV-curve voor een cyclisch proces

Voordat we in details treden, is het belangrijk om te weten wat er wordt bedoeld met de termen 'werk' en 'warmte'. In de thermodynamica is arbeid de hoeveelheid energie die van het ene systeem naar het andere wordt overgebracht zonder enige verandering in entropie. Warmte is de energie die wordt overgedragen van een heter systeem naar een koeler systeem.

Typen cyclische thermodynamische processen

Er zijn vier soorten cyclische thermodynamische processen.

Uitbreiding bij constante temperatuur

Dit staat ook bekend als isothermische expansie. De term isotherm geeft een constante temperatuur aan gedurende het hele proces. Wanneer het systeem wordt uitgebreid, werkt het systeem en wordt er warmte aan het systeem toegevoegd om de interne energie constant te houden (isothermisch).

Verwijdering van warmte bij constant volume

Dit staat ook bekend als de isochorisch proces. Het is een constant volumeproces. Omdat het volume constant is, wordt er geen werk gedaan door (of op) het systeem. Maar de temperatuur is veranderd.

Compressie bij constante druk

Dit staat ook bekend als isothermische compressie. Omdat het volume tijdens het comprimeren wordt verlaagd, wordt er op het systeem gewerkt. Omdat de interne energie constant is, wordt er warmte afgegeven aan het systeem.

Toevoeging van warmte aan constant volume

Dit proces is het omgekeerde van het isochore proces.

Wat is een omkeerbaar proces

Een omkeerbaar proces is een proces dat kan worden omgekeerd om de initiële status van een systeem te verkrijgen. Na het voltooien van een bepaalde chemische reactie (een proces), wordt de begintoestand van een systeem gewijzigd. Met andere woorden, als het systeem een ​​bepaald proces ondergaat, wordt het systeem gewijzigd van de oorspronkelijke status naar de uiteindelijke status. Als we het proces kunnen terugdraaien om de oorspronkelijke status terug te krijgen, noemen we dat proces een omkeerbaar proces.

Laten we eens kijken naar een systeem dat is gewijzigd van status A naar status B. De beginstatus van het systeem is A en de uiteindelijke status is B. Als we het proces dat deze wijziging veroorzaakte kunnen terugdraaien, is dit proces een omkeerbaar proces. Dit omgekeerde proces moet echter de oorspronkelijke staat A geven en de eigenschappen van de omgeving moeten hetzelfde zijn (geen verandering in thermodynamische eigenschappen).

Figuur 2: PV-curve voor een omkeerbaar proces

Een omkeerbaar proces kan volledig worden teruggedraaid om de initiële toestand te herstellen, die geen enkel spoor van bewijs toont dat het systeem aan dat proces was onderworpen. Er zijn twee belangrijke factoren om een ​​omkeerbaar proces te laten plaatsvinden. Het proces zou in een oneindig kleine tijd moeten plaatsvinden. Dit betekent dat het proces een tijd moet nemen die zelfs niet kan worden gemeten. Ten tweede moeten de begin- en eindtoestand van het systeem in evenwicht zijn met elkaar. Anders is het proces niet omkeerbaar.

Verschil tussen cyclisch en reversibel proces

Definitie

Cyclisch Werkwijze:  Een cyclisch proces is een chemisch proces dat na de progressie terugkeert naar de initiële toestand.

Omkeerbaar proces: Een omkeerbaar proces is een proces dat kan worden omgekeerd om de initiële status van een systeem te verkrijgen.

reversibiliteit

Cyclisch Werkwijze:  Een cyclisch proces kan omkeerbaar of onomkeerbaar zijn.

Omkeerbaar proces:  Een omkeerbaar proces is in essentie omkeerbaar.

PV-curve

Cyclisch Werkwijze:  Cyclische processen hebben een ingesloten PV-curve.

Omkeerbaar proces:  Omkeerbaar proces is geen ingesloten PV-curve.

Conclusie

Cyclische en reversibele processen in de thermodynamica zijn chemische processen die na de voltooiing van het proces terug kunnen keren naar de oorspronkelijke thermodynamische toestand. Het belangrijkste verschil tussen cyclisch proces en omkeerbaar proces is dat alle cyclische processen omkeerbare processen zijn, maar alle omkeerbare processen zijn niet noodzakelijkerwijs cyclische processen.

Referentie:

1. "Een cyclisch proces." BU Natuurkunde, hier beschikbaar.
2. "Omkeerbaar proces (Thermodynamica)." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 5 januari 2018, hier beschikbaar.
3. "Omkeerbare processen." Thermodynamica, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "Cyclisch proces" door Englisg Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia