عملية عكوسية

عملية عكوسية في الكيمياء و الفيزياء (بالإنجليزية: reversible process)‏ تسمى عملية أو دورة بأنها عكوسية عندما يمكن عكسها بواسطة تغير طفيف لأحد خصائص النظام بدون فقد للطاقة. [1] ونظرا لأن التغيرات في النظام تكون طفيفة جدا يكون النظام خلال هذا التغير في حالة توازن حراري. وتحتاج عملية عكوسية إلى فترة زمنية لكي تتم ، ولذلك لا تتم عملية أو دورة عكوسية مثاليا في وقت قصير . وتتسم دورة عكوسية بعدم تغير طاقة النظام وما حوله أثناء الدورة ، أي تكون طاقة النظام وما حوله هي نفسها عند بدء العملية وعند نهايتها .[2]

عملية عكوسية أديباتية : يمكن تغيير الحالة الموصوفة على اليسار إلى الحالة الموصوفة على اليمين وبالعكس بدون استبدال حرارة مع الأشياء المحيطة .

كما يمكن تعريف العملية العكوسية بأنها العملية التي يمكن عكسها بعد انتهائها من غير حدوث أي تغير فيها ولا في الجو المحيط . وبصيغة الحركة الحرارية thermodynamic تعرف العملية أو الدورة بأنها عملية تحول من حالة ترمويناميكية ابتدائية إلى حالة ترموديناميكية أخرى .

غير العكوس

الديناميكا الحرارية
فروع الديناميكا الحرارية
ترموديناميكا الغلاف الجوي \| ترموديناميكا بيولوجية \| ترموديناميك الثقب الأسود \| ترموديناميك كيميائي \| ترموديناميك كلاسيكي \| توازن ترموديناميكي \| ترموديناميك اللاتوازن \| ترموديناميك الظاهراتي \| ديناميكا لونية كمية \| ترموديناميكا إحصائية
قوانين الديناميكا الحرارية
القانون الصفري \| القانون الأول \| القانون الثاني \| القانون الثالث معادلات ديناميكية حرارية
العمليات الديناميكية الحرارية
عملية متساوية الضغط \| عملية متساوية الحرارة \| عملية كظومة (أديباتية) \| عملية متساوية الأنتالبية
مصطلحات
نظام دينامي حراري \| حالة نظام ديناميكي \| نظام مغلق \| نظام مفتوح \| نظام معزول \| دورة حركة حرارية\| دورة كارنو \| دورة أوتو \|دورة ديزل \|دورة رانكن \|تفاضل تام
خواص ترموديناميكية للسوائل
$T$ درجة الحرارة [K] $\rho$ الكثافة الحجمية [kg/m³] $c_{p}$ الحرارة النوعية عند ضغط ثابت [J/kg·K] $c_{v}$ الحرارة النوعية عند حجم ثابت [J/kg·K] $\mu$ اللزوجة الحركية [N/m²s] $\nu$ اللزوجة الكيناماتية [m²/s] $k$ الإيصالية الحرارية [W/m·K] $\alpha$ الانتشار الحراري [m²/s] $\beta$ معامل تمدد حراري [K^-1] $H$ الإنتالبية [J/kg] $S$ الإنتروبية [J/kg·K] $G$ طاقة جيبس الحرة [J/kg]

{مقالة رئيسية :عملية غير عكوسية}

تسمى العملية التي لا تكون عكوسية بأنها عملية «غير عكوسية» . وعند أداء عملية غير عكوسية يتغير النظام ولا يكون النظام خلال سريان العملية في حالة توازن حراري. وقد يكون النظام عند نفس النقطة في دورة عكوسية في نفس الحالة ، ولكن الجو المحيط به يكون قد تغير بعد كل دورة .[2]

أمثلة على تغير الحالات غير عكوسية نذكرها مثل انتقال الحرارة من جسم ساخن إلى جسم بارد ، و اختلاط غازين ، أو اختلاط السوائل ، والاحتكاك حيث تتحول طاقة حركة إلى طاقة حرارية ، وعملية تنفيث الضغط (حيث يتغير الضغط الماء أو الغاز إلى حركة) .

الإحتكاك في الآلات

في العملية العكوسية تتغير حالة النظام بطريقة أن نتيجة التغير الكلي لإنتروبية النظام والمحيط تساوي صفرا . وتعرّف الدورة العكوسية كيف تكون كفاءة آلة حرارية في الهندسة الميكانيكية : الدورة العكوسية هي الدورة التي لا يحدث خلالها ضياعا من حرارة النظام في صورة عادم ، عندئذ تكون كفاءة الآلة على أعلى مستواها (اقرأ دورة كارنو).

وعلى سبيل المثال ، عندما يتغير ضغط المكبس في محرك سيارة تغيرا بسيطا يحدث احتكاك بين المكبس والأسطوانة ، ولذلك لا تكون تلك الدورة عكوسية ، إذ تـُفقد بعض الطاقة في الاحتكاك . .[3] ورغم أن النظام قد اعتراه تغير طفيف فقط عند ازاحته من حالة التوازن الحراري ، إلا أن قدرا ولو بسيطا من الحرارة قد ضاع بسبب الاحتكاك ، ولا يمكن استعادته عن طريق تحريك المكبس في الاتجاه العكسي .

المصادر

Sears, F.W. and Salinger, G.L. (1986), Thermodynamics, Kinetic Theory, and Statistical Thermodynamics, 3rd edition (Addison-Wesley.)
Zumdahl, Steven S. (2005) "10.2 The Isothermal Expansion and Compression of an Ideal Gas." Chemical Principles. 5th Edition. (Houghton Mifflin Company)
Giancoli, D.C. (2000), Physics for Scientists and Engineers (with Modern Physics), 3rd edition (Prentice-Hall.)

انظر أيضا

بوابة الفيزياء

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[sears-1] Sears, F.W. and Salinger, G.L. (1986), Thermodynamics, Kinetic Theory, and Statistical Thermodynamics, 3rd edition (Addison-Wesley.)

[zumdahl-2] Zumdahl, Steven S. (2005) "10.2 The Isothermal Expansion and Compression of an Ideal Gas." Chemical Principles. 5th Edition. (Houghton Mifflin Company)

[giancoli-3] Giancoli, D.C. (2000), Physics for Scientists and Engineers (with Modern Physics), 3rd edition (Prentice-Hall.)