Termodynamický děj

Pokud termodynamická soustava projde řadou změn a nakonec se vrátí do původního stavu, pak říkáme, že soustava vykonala kruhový (cyklický) děj (zkráceně cyklus). Kruhový děj je proto v diagramu p-V i diagramu T-S znázorněn uzavřenou křivkou.

Obsah plochy uvnitř křivky v diagramu p-V znázorňuje celkovou práci vykonanou na termodynamické soustavě (či termodynamickou soustavou – záleží na znaménkové konvenci) během cyklu. Podobně obsah plochy uvnitř křivky v diagramu T-S znázorňuje celkové teplo dodané během cyklu termodynamické soustavě (tedy rozdíl přijatého a odevzdaného tepla).

Celková změna vnitřní energie po ukončení jednoho cyklu je nulová (ΔU = 0). Stejné tvrzení platí i pro ostatní stavové veličiny.

Termodynamické děje lze rozdělit na

• Vratné (reverzibilní) děje – Vratné děje jsou takové, u nichž lze původního stavu dosáhnout obrácením pořadí jednotlivých úkonů.
• Nevratné (ireverzibilní) děje – Nevratné děje jsou takové děje, které probíhají bez vnějšího působení pouze v jednom směru, tzn. původního stavu nelze dosáhnout přesně stejným postupem v obráceném pořadí. K dosažení původního stavu je nutno vynaložit určitou energii, která nepatří dané soustavě. V přírodě jsou všechny reálné děje nevratné.

Kruhové děje bývají označovány jako vratné nebo nevratné cykly. Nejznámějším příkladem vratného kruhového děje je Carnotův cyklus.

Mnohé technicky využitelné děje probíhají tak, že některá z termodynamických veličin zůstává během děje konstantní. Takové děje bývají označovány speciálními názvy.

Z podobnosti vztahů pro izotermický, adiabatický a polytropický děj lze zapsat všeobecnou rovnici pro změnu stavu plynu ve tvaru

${\displaystyle pV^{k}={\mbox{konst}}\,}$,

kde ${\displaystyle p}$ je tlak plynu, ${\displaystyle V}$ je jeho objem a ${\displaystyle k}$ je konstanta.

Pro ${\displaystyle k=1}$ se jedná o vztah pro izotermický děj, pro ${\displaystyle k}$ rovné Poissonově konstantě ${\displaystyle \kappa }$ jde o děj adiabatický. Položíme-li ${\displaystyle k=n\in (1,\kappa )}$, jedná se o děj polytropický. Pro ${\displaystyle k=0}$ se jedná o rovnici izobarického děje a pro ${\displaystyle k\to \pm \infty }$ jde o děj izochorický.

• Termodynamika
• Tepelná výměna

• Obrázky, zvuky či videa k tématu termodynamický děj na Wikimedia Commons