Diferència clau: procés cíclic versus procés reversible
El procés cíclic i el procés reversible es relacionen amb els estats inicial i final d'un sistema després que s'hagi completat un treball. Tanmateix, els estats inicial i final del sistema afecten aquests processos de dues maneres diferents. Per exemple, en un procés cíclic, els estats inicial i final són idèntics després de completar el procés, però, en un procés reversible, el procés es pot invertir per obtenir el seu estat inicial. En conseqüència, un procés cíclic es pot considerar un procés reversible. Però, un procés reversible no és necessàriament un procés cíclic, només és un procés que es pot invertir. Aquesta és la diferència clau entre un procés cíclic i reversible.
Què és el procés cíclic?
El procés cíclic és un procés on el sistema torna al mateix estat termodinàmic en què va començar. El canvi d'entalpia global en un procés cíclic és igual a zero, ja que no hi ha cap canvi en l'estat termodinàmic final i inicial. En altres paraules, el canvi d'energia interna en un procés cíclic també és zero. Perquè, quan un sistema pateix un procés cíclic, els nivells d'energia interna inicial i final són iguals. El treball realitzat pel sistema en un procés cíclic és igual a la calor absorbida pel sistema.
Què és el procés reversible?
Un procés reversible és un procés que es pot invertir per obtenir el seu estat inicial, fins i tot després que s'hagi completat. Durant aquest procés, el sistema es troba en equilibri termodinàmic amb el seu entorn. Per tant, no augmenta l'entropia del sistema ni de l'entorn. Es pot fer un procés reversible si la calor global i l'intercanvi global de treball entre el sistema i l'entorn són zero. Això no és pràcticament possible a la natura. Es pot considerar com un procés hipotètic. Perquè és molt difícil aconseguir un procés reversible.
Quina diferència hi ha entre el procés cíclic i el reversible?
Definició:
Procés cíclic: es diu que un procés és cíclic, si l'estat inicial i l'estat final d'un sistema són idèntics, després d'executar un procés.
Procés reversible: es diu que un procés és reversible si el sistema es pot restaurar al seu estat inicial després que s'hagi completat. Això es fa fent un canvi infinitesimal en alguna propietat del sistema.
Exemples:
Procés cíclic: els exemples següents es poden considerar processos cíclics.
- Expansió a temperatura constant (T).
- Eliminació de calor a volum constant (V).
- Compressió a temperatura constant (T).
- L'addició de calor a volum constant (V).
Procés reversible: els processos reversibles són processos ideals que mai es poden aconseguir pràcticament. Però hi ha alguns processos reals que es poden considerar bones aproximacions.
Exemple: cicle de Carnot (concepte teòric proposat per Nicolas Léonard Sadi Carnot l'any 1824.
Hipotels:
- El pistó que es mou al cilindre no crea cap fricció durant el moviment.
- Les parets del pistó i el cilindre són aïllants tèrmics perfectes.
- La transferència de calor no afecta la temperatura de la font o l'aigüera.
- El fluid de treball és un gas ideal.
- La compressió i l'expansió són reversibles.
Propietats:
Procés cíclic: el treball realitzat sobre el gas és igual al treball realitzat pel gas. A més, l'energia interna i el canvi d'entalpia en el sistema són iguals a zero en un procés cíclic.
Procés reversible: durant un procés reversible, el sistema es troba en equilibri termodinàmic entre si. Per això, el procés s'ha de produir en un temps infinitesimament petit i el contingut de calor del sistema es manté constant durant el procés. Per tant, l'entropia del sistema es manté constant.
