主な違い - 循環的プロセス vs 可逆的プロセス

循環過程と可逆過程は、あるシステムが仕事を終えた後の初期状態と最終状態に関係する。しかし、システムの初期状態と最終状態は、これらのプロセスに2つの異なる方法で影響を与える。例えば、循環プロセスでは、プロセスの完了時に初期状態と最終状態が同じになるが、可逆プロセスでは、プロセスを逆にして初期状態を得ることができる。したがって、周期的なプロセスは可逆的であると考えることができます。しかし、可逆的なプロセスとは、必ずしも循環的なプロセスではなく、単に逆戻りできるプロセスである。これが、循環プロセスと可逆プロセスの重要な違いである。

循環プロセスは何ですか？

循環過程とは、ある系が、開始時と同じ熱力学的状態に戻る過程である。最終熱力学状態と初期熱力学状態に変化がないため、循環過程の総エンタルピー変化はゼロに等しい。つまり、循環過程における内部エネルギーの変化もゼロである。これは、系が循環過程を経るとき、初期と最終の内部エネルギー準位が等しくなるためである。循環プロセス中にシステムが行う仕事は、システムが吸収した熱と等しくなります。

可逆式は何ですか？

可逆プロセスとは、プロセスが完了した後でも、逆にして初期状態を得ることができるプロセスのことです。この過程では、システムは周囲と熱力学的に平衡状態にある。したがって、系やその周囲のエントロピーを増大させることはない。もし、系とその周囲との間の熱と仕事の交換の合計がゼロであれば、可逆的なプロセスが起こりうることになる。これは現実的には不可能です。これは、仮説のプロセスとして見ることができます。可逆的なプロセスを実現することが難しいからです。

サイクリックと可逆式の違い

定義する。

循環プロセス：あるプロセスを実行した後、システムの初期状態と最終状態が同じである場合、そのプロセスは循環プロセスと呼ばれる。

可逆プロセス：プロセスの完了時にシステムを初期状態に戻すことができる場合、そのプロセスは可逆的であるといいます。これは、システムの何らかの特性に小さな変化を与えることで実現される。

例

循環プロセス：次の例は、循環プロセスとして見ることができる。

• 定温膨張（T）。
• 定容発熱（V）。
• 定温圧縮（T）。
• 体積(V)が一定のときの熱の増加量。

可逆プロセス：可逆プロセスは理想的なプロセスであり、実際には実現できないが、現実的なプロセスには良い近似とみなせるものがある。

例えば、カルノーサイクル（1824年にニコラス・レオナルド・サディ・カルノーが提唱した理論的概念）。

想定しています。

• ピストンは摩擦を発生させることなくシリンダー内を移動する。
• ピストンとシリンダー壁が完璧な断熱材になっているのです。
• 熱の移動は、ソースやシンクの温度に影響を与えません。
• 作動流体は理想気体である。
• 圧縮と膨張はリバーシブルです。

属性です。

循環過程：気体が行う仕事と等しい。また、循環過程では、系の内部エネルギーとエンタルピー変化がともにゼロとなる。

可逆過程：可逆過程では、系は互いに熱力学的に平衡な状態にある。そのため、無限小の時間で処理が行われるはずで、熱量は処理中である。したがって、系のエントロピーは一定に保たれる。

画像提供

1."Stirling Cycle" by Zephyris at the English language Wikipedia.[CC BY-SA 3.0] via Comm***