Differenza tra processo ciclico e reversibile

Differenza principale - Ciclo vs processo reversibile

Un processo che si verifica in un sistema può essere denominato o come processo ciclico o come processo reversibile. Un processo ciclico è un processo termodinamico in cui il sistema ritorna allo stato iniziale. Un processo reversibile è un processo che può essere invertito al fine di ottenere lo stato iniziale di un sistema. La principale differenza tra processo ciclico e processo reversibile è quella tutti i processi ciclici sono processi reversibili, ma tutti i processi reversibili non sono necessariamente processi ciclici.

Aree chiave coperte

1. Cos'è un processo ciclico
      - Definizione, forme diverse
2. Cos'è un processo reversibile
      - Definizione, spiegazione del processo
3. Qual è la differenza tra processo ciclico e reversibile
      - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: Compressione, Ciclico, Espansione, Calore, Isocoro, Isotermico, Reversibile, Sistema, Termodinamico, Lavoro

Cos'è un processo ciclico

Un processo ciclico in termodinamica è un processo chimico che ritorna allo stato iniziale dopo la progressione. Pertanto, la curva PV per un processo ciclico è una curva chiusa. Se questo ciclo nella curva PV è in senso orario, il processo ha funzionato. Ma se il ciclo è in senso antiorario, il lavoro viene eseguito sul sistema.

Figura 1: curva PV per un processo ciclico

Prima di entrare nei dettagli, è importante sapere cosa si intende con i termini "lavoro" e "calore". In termodinamica, il lavoro è la quantità di energia trasferita da un sistema all'altro senza alcun cambiamento nell'entropia. Il calore è l'energia trasferita da un sistema più caldo a un sistema più fresco.

Tipi di processi termodinamici ciclici

Esistono quattro tipi di processi termodinamici ciclici.

Espansione a temperatura costante

Questo è anche noto come espansione isotermica. Il termine isotermico indica una temperatura costante durante tutto il processo. Quando il sistema si espande, il sistema funziona e il calore viene aggiunto al sistema per mantenere costante l'energia interna (isotermica).

Rimozione di calore a volume costante

Questo è anche conosciuto come il processo isocoro. È un processo a volume costante. Poiché il volume è costante, nessun lavoro viene eseguito da (o sul) sistema. Ma la temperatura è cambiata.

Compressione a pressione costante

Questo è anche noto come compressione isotermica. Poiché il volume viene ridotto durante la compressione, il lavoro viene eseguito sul sistema. Poiché l'energia interna è costante, il calore viene emesso dal sistema.

Aggiunta di calore a volume costante

Questo processo è il contrario del processo isocoro.

Cos'è un processo reversibile

Un processo reversibile è un processo che può essere invertito al fine di ottenere lo stato iniziale di un sistema. Dopo il completamento di una certa reazione chimica (un processo), lo stato iniziale di un sistema viene modificato. In altre parole, quando il sistema subisce un determinato processo, il sistema viene cambiato dallo stato iniziale allo stato finale. Se possiamo invertire il processo per ottenere lo stato iniziale, chiamiamo quel processo un processo reversibile.

Consideriamo un sistema che è stato modificato dallo stato A allo stato B. Lo stato iniziale del sistema è A, e lo stato finale è B. Se possiamo invertire il processo che ha causato questo cambiamento, questo processo è un processo reversibile. Tuttavia, questo processo inverso dovrebbe dare lo stato originale A e le proprietà dell'ambiente circostante dovrebbero essere le stesse (nessun cambiamento nelle proprietà termodinamiche).

Figura 2: curva PV per un processo reversibile

Un processo reversibile può essere completamente annullato per ripristinare lo stato iniziale che non mostra alcuna traccia di prova che il sistema è stato sottoposto a quel processo. Esistono due fattori importanti per il verificarsi di un processo reversibile. Il processo dovrebbe avvenire in un tempo infinitamente piccolo. Ciò significa che il processo dovrebbe richiedere un tempo che non può nemmeno essere misurato. In secondo luogo, lo stato iniziale e finale del sistema dovrebbe essere in equilibrio l'uno con l'altro. Altrimenti, il processo non è reversibile.

Differenza tra processo ciclico e reversibile

Definizione

Ciclico Processi:  Un processo ciclico è un processo chimico che ritorna allo stato iniziale dopo la progressione.

Processo reversibile: Un processo reversibile è un processo che può essere invertito al fine di ottenere lo stato iniziale di un sistema.

Reversibilità

Ciclico Processi:  Un processo ciclico può essere reversibile o irreversibile.

Processo reversibile:  Un processo reversibile è essenzialmente reversibile.

PV Curve

Ciclico Processi:  I processi ciclici hanno una curva fotovoltaica chiusa.

Processo reversibile:  Il processo reversibile non è una curva fotovoltaica chiusa.

Conclusione

I processi ciclici e reversibili in termodinamica sono processi chimici che possono ritornare allo stato termodinamico iniziale dopo il completamento del processo. La principale differenza tra processo ciclico e processo reversibile è che tutti i processi ciclici sono processi reversibili, ma tutti i processi reversibili non sono necessariamente processi ciclici.

Riferimento:

1. "Un processo ciclico." BU fisica, disponibile qui.
2. "Processo reversibile (termodinamica)." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 5 gennaio 2018, disponibile qui.
3. "Processi reversibili." Termodinamica, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Processo ciclico" di Wikipedia di Englisg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia