Негізгі айырмашылық – циклдік және қайтымды процесс
Циклдік процесс және қайтымды процесс жұмыс аяқталғаннан кейін жүйенің бастапқы және соңғы күйлеріне қатысты. Бірақ жүйенің бастапқы және соңғы күйлері бұл процестерге екі түрлі әсер етеді. Мысалы, циклдік процесте процесс аяқталғаннан кейін бастапқы және соңғы күйлер бірдей болады, бірақ қайтымды процесте бастапқы күйін алу үшін процесті кері қайтаруға болады. Осыған сәйкес циклдік процесті қайтымды процесс ретінде қарастыруға болады. Бірақ қайтымды процесс міндетті түрде циклдік процесс емес, ол тек кері қайтаруға қабілетті процесс. Бұл циклдік және қайтымды процестің негізгі айырмашылығы.
Циклдік процесс дегеніміз не?
Циклдік процесс – жүйе басталған термодинамикалық күйге оралатын процесс. Циклдік процестегі жалпы энтальпияның өзгеруі нөлге тең, өйткені соңғы және бастапқы термодинамикалық күйде өзгеріс болмайды. Басқаша айтқанда, циклдік процесте ішкі энергияның өзгеруі де нөлге тең. Өйткені жүйе циклдік процеске ұшыраған кезде бастапқы және соңғы ішкі энергия деңгейлері тең болады. Жүйенің циклдік процесте атқаратын жұмысы жүйе жұтқан жылуға тең.
Қайтарылатын процесс дегеніміз не?
Қайтарылатын процесс - бұл процесс аяқталғаннан кейін де бастапқы күйін алу үшін кері қайтарылатын процесс. Бұл процесс кезінде жүйе қоршаған ортамен термодинамикалық тепе-теңдікте болады. Сондықтан ол жүйенің немесе қоршаған ортаның энтропиясын арттырмайды. Жүйе мен қоршаған орта арасындағы жалпы жылу мен жалпы жұмыс алмасу нөлге тең болса, қайтымды процесті жасауға болады. Табиғатта бұл іс жүзінде мүмкін емес. Оны гипотетикалық процесс ретінде қарастыруға болады. Өйткені, қайтымды процеске жету өте қиын.
Циклдік және қайтымды процестің айырмашылығы неде?
Анықтамасы:
Циклдік процесс: процесті орындағаннан кейін жүйенің бастапқы күйі мен соңғы күйі бірдей болса, процесс циклдік деп аталады.
Қайтарылатын процесс: процесс аяқталғаннан кейін жүйені бастапқы күйіне қайтару мүмкін болса, процесс қайтымды деп аталады. Бұл жүйенің кейбір қасиетін шексіз аз өзгерту арқылы жасалады.
Мысалдар:
Циклдік процесс: Келесі мысалдарды циклдік процестер ретінде қарастыруға болады.
- Тұрақты температурадағы кеңею (T).
- Тұрақты көлемде жылуды кетіру (V).
- Тұрақты температурадағы қысу (T).
- Тұрақты көлемде (V) жылуды қосу.
Қайтарылатын процесс: Қайтымды процестер – іс жүзінде ешқашан қол жеткізу мүмкін емес тамаша процестер. Бірақ жақсы жуықтау деп санауға болатын нақты процестер бар.
Мысалы: Карно циклі (1824 жылы Николас Леонард Сади Карно ұсынған теориялық тұжырымдама.
Жорамалдар:
- Цилиндрде қозғалатын поршень қозғалыс кезінде ешқандай үйкеліс жасамайды.
- Поршень мен цилиндрдің қабырғалары тамаша жылу оқшаулағыштары болып табылады.
- Жылу беру көздің немесе раковинаның температурасына әсер етпейді.
- Жұмыс сұйықтығы - идеалды газ.
- Сығу және кеңейту қайтымды.
Сипаттар:
Циклдік процесс: Газда атқарылған жұмыс газдың істеген жұмысына тең. Оның үстіне жүйедегі ішкі энергия мен энтальпияның өзгеруі циклдік процессте нөлге тең.
Қайтарылатын процесс: қайтымды процесс кезінде жүйе бір-бірімен термодинамикалық тепе-теңдікте болады. Ол үшін процесс шексіз аз уақыт ішінде жүруі керек және жүйенің жылу мөлшері процесс барысында тұрақты болып қалады. Сондықтан жүйенің энтропиясы тұрақты болып қалады.
