Обратимые и необратимые процессы

Представьте себе чашку горячего кофе, теряющую тепло в окружающую среду, или смешивание двух разных газов внутри емкости при удалении перегородки. Нет никакого способа обратить эти процессы вспять естественным путем.

Эти термодинамические процессы, при которых система и окружающая среда вместе не могут быть восстановлены до исходного состояния, называются необратимыми процессами.

Необратимость любого природного процесса вытекает из второго закона термодинамики. Согласно утверждению Клаузиуса, «тепло никогда не перетекает спонтанно от более холодного тела к более горячему».

Тем не менее, мы можем придумать некоторые идеальные процессы, которые обратимы, но они никогда не могут произойти естественным образом.

Например, рассмотрим постепенное сжатие газа или расширение газа путем изменения веса поршня на небольшую величину.

В этом примере путь процесса прослеживается в обратном направлении, чтобы восстановить систему и окружающую среду до исходного состояния.

Поскольку процесс происходит бесконечно малыми шагами, система находится в равновесии с окружающей средой, и процесс можно аппроксимировать как обратимый процесс