关键区别-循环与可逆过程

循环过程和可逆过程关系到一个系统完成工作后的初始和最终状态。然而，系统的初始状态和最终状态以两种不同的方式影响这些过程。例如，在循环过程中，完成该过程后，初始状态和最终状态是相同的，但在可逆过程中，过程可以反转以获得其初始状态。因此，循环过程可视为可逆过程。但是，可逆过程不一定是一个循环过程，它只是一个能够逆转的过程。这是循环过程和可逆过程的关键区别。

什么是循环过程(cyclic process)？

循环过程是一个过程，系统返回到它开始时相同的热力学状态。循环过程的总焓变化等于零，因为最终和初始热力学状态没有变化。换言之，循环过程中的内能变化也是零。因为，当一个系统经历一个循环过程时，初始和最终的内能级是相等的。系统在循环过程中所做的功等于系统吸收的热量。

什么是可逆过程(reversible process)？

可逆过程是一个即使在过程完成后也可以逆转以获得初始状态的过程。在此过程中，系统与其周围环境处于热力学平衡状态。因此，它不会增加系统或周围环境的熵。如果系统与周围环境之间的总热量和总功交换为零，则可以进行可逆过程。这实际上是不可能的。这可以看作是一个假设过程。因为，很难实现可逆过程。

周期性(cyclic)和可逆过程(reversible process)的区别

定义：

循环过程：如果一个系统的初始状态和最终状态在执行一个过程之后是相同的，那么这个过程被称为循环过程。

可逆过程：一个过程被称为可逆的，如果在这个过程完成后系统可以恢复到它的初始状态。这是通过对系统的某些性质做一个微小的改变来实现的。

示例：

循环过程：下面的例子可以看作是循环过程。

• 恒温膨胀（T）。
• 定容放热（V）。
• 恒温压缩（T）。
• 在恒定体积（V）下增加的热量。

可逆过程：可逆过程是实际中永远无法实现的理想过程。但有一些实际过程可以被认为是很好的近似。

例如：卡诺循环（1824年尼古拉斯·莱昂纳德·萨迪·卡诺提出的一个理论概念。

假设：

• 活塞在气缸中运动时不会产生任何摩擦。
• 活塞和气缸壁是完美的隔热材料。
• 热量的传递不影响源或汇的温度。
• 工作流体是理想气体。
• 压缩和膨胀是可逆的。

属性：

循环过程：气体所做的功等于气体所做的功。此外，在循环过程中，系统的内能和焓变均为零。

可逆过程：在可逆过程中，系统彼此处于热力学平衡状态。因此，该过程应该发生在无穷小的时间内，并且系统的热含量在过程。因此，系统的熵保持不变。

Image Courtesy:

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