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可逆和不可逆过程
21.1
考虑一杯热咖啡向周围环境散发热量,或容器中的隔板被移除后两种不同气体相互混合。这些过程无法通过自然方式逆转。
这些热力学过程中,系统与环境无法同时恢复到初始状态,称为不可逆过程。
任何自然过程的不可逆性均源于热力学第二定律。根据克劳修斯表述, "热量不会自发地从低温物体传向高温物体。"
然而,我们可以设想一些可逆的理想过程,但这些过程在自然界中永远不会自发发生。
例如,考虑通过在活塞上微小地增减重量,使气体逐渐被压缩或膨胀。
在此示例中,通过追溯过程路径使系统和环境恢复至初始状态。
由于该过程以无限小的步骤进行,系统与环境始终处于平衡状态,因此该过程可近似为可逆过程
热力学过程可分为可逆过程和不可逆过程。 能够恢复到初始状态的过程称为可逆过程。 只有当过程处于准静态平衡时才有可能,即它以无限小的步骤发生,并且系统保持平衡。然而,这些都是理想过程,不会自然发生。 经历可逆过程的理想系统始终在其自身及其环境内处于热力学平衡。 发生的任何状态变化都可以通过无限小量地改…