Differenza chiave - Processo ciclico vs reversibile
Il processo ciclico e il processo reversibile si riferiscono allo stato iniziale e finale di un sistema dopo che un lavoro è stato completato. Tuttavia, gli stati iniziale e finale del sistema influenzano questi processi in due modi diversi. Ad esempio, in un processo ciclico, gli stati iniziale e finale sono identici dopo aver completato il processo ma, in un processo reversibile, il processo può essere invertito per ottenere il suo stato iniziale. Di conseguenza, un processo ciclico può essere considerato come un processo reversibile. Ma un processo reversibile non è necessariamente un processo ciclico, è solo un processo che può essere invertito. Questa è la differenza fondamentale tra un processo ciclico e reversibile.
Cos'è il processo ciclico?
Il processo ciclico è un processo in cui il sistema ritorna allo stesso stato termodinamico in cui è iniziato. La variazione di entalpia complessiva in un processo ciclico è uguale a zero poiché non vi è alcuna variazione nello stato termodinamico finale e iniziale. In altre parole, anche la variazione di energia interna in un processo ciclico è zero. Perché, quando un sistema subisce un processo ciclico, i livelli di energia interna iniziale e finale sono uguali. Il lavoro svolto dal sistema in un processo ciclico è pari al calore assorbito dal sistema.
Cos'è il processo reversibile?
Un processo reversibile è un processo che può essere invertito per ottenere il suo stato iniziale, anche dopo che il processo è stato completato. Durante questo processo, il sistema è in equilibrio termodinamico con l'ambiente circostante. Pertanto, non aumenta l'entropia del sistema o dell'ambiente circostante. Un processo reversibile può essere eseguito se il calore complessivo e lo scambio di lavoro complessivo tra il sistema e l'ambiente circostante sono zero. Questo non è praticamente possibile in natura. Può essere considerato un processo ipotetico. Perché è davvero difficile ottenere un processo reversibile.
Qual è la differenza tra processo ciclico e reversibile?
Definizione:
Processo ciclico: un processo si dice ciclico, se lo stato iniziale e lo stato finale di un sistema sono identici, dopo aver eseguito un processo.
Processo reversibile: si dice che un processo è reversibile se il sistema può essere ripristinato allo stato iniziale dopo che il processo è stato completato. Questo viene fatto apportando una modifica infinitesimale in alcune proprietà del sistema.
Esempi:
Processo ciclico: i seguenti esempi possono essere considerati processi ciclici.
- Espansione a temperatura costante (T).
- Rimozione del calore a volume costante (V).
- Compressione a temperatura costante (T).
- L'aggiunta di calore a volume costante (V).
Processo reversibile: i processi reversibili sono processi ideali che non possono mai essere raggiunti praticamente. Ma ci sono alcuni processi reali che possono essere considerati come buone approssimazioni.
Esempio: ciclo di Carnot (un concetto teorico proposto da Nicolas Léonard Sadi Carnot nel 1824.
Presupposti:
- Il pistone che si muove nel cilindro non crea attrito durante il movimento.
- Le pareti del pistone e del cilindro sono perfetti isolanti termici.
- Il trasferimento del calore non influisce sulla temperatura della sorgente o del dissipatore.
- Il fluido di lavoro è un gas ideale.
- La compressione e l'espansione sono reversibili.
Proprietà:
Processo ciclico: il lavoro svolto sul gas è uguale al lavoro svolto dal gas. Inoltre, l'energia interna e la variazione di entalpia nel sistema è pari a zero in un processo ciclico.
Processo reversibile: durante un processo reversibile, il sistema è in equilibrio termodinamico tra loro. Per questo, il processo dovrebbe avvenire in un tempo infinitamente piccolo e il contenuto di calore del sistema rimane costante durante il processo, pertanto l'entropia del sistema rimane costante.
Cortesia dell'immagine:
1. “Stirling Cycle” di Zephyris nella Wikipedia in lingua inglese. [CC BY-SA 3.0] tramite Commons
2. "Carnot heat engine 2" di Eric Gaba (Sting - fr: Sting) - Opera propria [dominio pubblico] tramite Commons
