Anahtar Farkı – Döngüsel ve Tersinir İşlem
Döngüsel süreç ve tersinir süreç, bir iş tamamlandıktan sonra bir sistemin ilk ve son durumları ile ilgilidir. Ancak sistemin ilk ve son halleri bu süreçleri iki farklı şekilde etkiler. Örneğin, döngüsel bir süreçte, süreç tamamlandıktan sonra ilk ve son durumlar aynıdır, ancak tersine çevrilebilir bir süreçte, başlangıç durumunu elde etmek için süreç tersine çevrilebilir. Buna göre, döngüsel bir süreç, tersine çevrilebilir bir süreç olarak düşünülebilir. Ancak tersine çevrilebilir bir süreç mutlaka döngüsel bir süreç değildir, yalnızca tersine çevrilebilen bir süreçtir. Bu, döngüsel ve tersine çevrilebilir bir süreç arasındaki temel farktır.
Döngüsel Süreç Nedir?
Döngüsel süreç, sistemin başladığı gibi aynı termodinamik duruma döndüğü bir süreçtir. Döngüsel bir süreçte toplam entalpi değişimi sıfıra eşittir, çünkü son ve ilk termodinamik durumda bir değişiklik yoktur. Başka bir deyişle, döngüsel bir süreçte iç enerji değişimi de sıfırdır. Çünkü bir sistem döngüsel bir süreçten geçtiğinde, ilk ve son iç enerji seviyeleri eşittir. Döngüsel bir süreçte sistem tarafından yapılan iş, sistem tarafından emilen ısıya eşittir.
Tersinir İşlem Nedir?
Tersinir bir işlem, işlem tamamlandıktan sonra bile başlangıç durumunu almak için tersine çevrilebilen bir işlemdir. Bu işlem sırasında sistem çevresi ile termodinamik dengededir. Bu nedenle sistemin veya çevrenin entropisini artırmaz. Sistem ile çevre arasındaki toplam ısı ve toplam iş alışverişi sıfır ise, tersine çevrilebilir bir işlem yapılabilir. Bu, doğada pratik olarak mümkün değildir. Bu varsayımsal bir süreç olarak kabul edilebilir. Çünkü tersine çevrilebilir bir süreç elde etmek gerçekten zor.
Döngüsel ve Tersinir İşlem arasındaki fark nedir?
Tanım:
Döngüsel Süreç: Bir sürecin yürütülmesinden sonra, bir sistemin ilk durumu ve son durumu aynıysa, bir sürecin döngüsel olduğu söylenir.
Tersinir İşlem: İşlem tamamlandıktan sonra sistem ilk durumuna geri döndürülebiliyorsa, bir işlemin geri döndürülebilir olduğu söylenir. Bu, sistemin bazı özelliklerinde sonsuz küçük bir değişiklik yaparak yapılır.
Örnekler:
Döngüsel Süreç: Aşağıdaki örnekler döngüsel süreçler olarak kabul edilebilir.
- Sabit sıcaklıkta (T) genleşme.
- Sabit hacimde (V) ısının uzaklaştırılması.
- Sabit sıcaklıkta (T) sıkıştırma.
- Sabit hacimde (V) ısı eklenmesi.
Tersinir İşlem: Tersinir işlemler, pratik olarak asla elde edilemeyen ideal işlemlerdir. Ancak iyi yaklaşımlar olarak kabul edilebilecek bazı gerçek süreçler var.
Örnek: Carnot döngüsü (1824'te Nicolas Léonard Sadi Carnot tarafından önerilen teorik bir kavram.
Varsayımlar:
- Silindir içinde hareket eden piston hareket sırasında herhangi bir sürtünme oluşturmaz.
- Piston ve silindirin duvarları mükemmel ısı yalıtkanlarıdır.
- Isının transferi kaynağın veya lavabonun sıcaklığını etkilemez.
- Çalışma sıvısı ideal bir gazdır.
- Sıkıştırma ve genişletme tersine çevrilebilir.
Özellikler:
Döngüsel Süreç: Gaz üzerinde yapılan iş, gazın yaptığı işe eşittir. Ayrıca, döngüsel bir süreçte sistemdeki iç enerji ve entalpi değişimi sıfıra eşittir.
Tersinir İşlem: Tersinir bir işlem sırasında sistem birbiriyle termodinamik dengededir. Bunun için işlemin sonsuz derecede küçük bir zamanda gerçekleşmesi ve işlem sırasında sistemin ısı içeriğinin sabit kalması gerekir. Bu nedenle sistemin entropisi sabit kalır.
