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熱力學系統的狀態隨時間的變化叫作熱力學過程,簡稱過程。
每一時刻系統都處於平衡態的過程叫準靜態過程或準平衡過程。
如果一個過程既可正向進行,也可逆向進行,而且在逆過程時系統經過的全部狀態與正過程所經歷的狀態相同只是次序相反,並在每一步上消除了正過程在外界產生的影響,則原過程稱為可逆過程。
若無論用什麼辦法都不能消除正過程在外界產生的影響,則原過程稱為不可逆過程。
事實上,沒有摩擦阻力和其他損失的準靜態過程一定是可逆的過程。
如氣缸中的理想氣體在活塞作用下完成準靜態的等溫膨脹過程,過程中氣體對外界做功和同時從恆溫熱源吸取熱量分別為W和Q;達到終態後,若讓活塞緩慢地反向運動,完成準靜態的等溫壓縮過程,則過程將一步步地沿原過程經歷的狀態進行,只是方向相反,而且在每一步上外界對系統做功和系統向恆溫熱源放出熱量的數值,恰好分別等於正過程時系統所做的功和從熱源吸收的熱量,並消除了原過程在外界產生的一切影響。
從而說明,無摩擦和其他損失的準靜態過程是可逆過程。
不可逆過程的例子有向真空的自由膨脹過程(即氣體起初只佔據容器的一部分,然後充滿其餘原為真空的部分);溫度不同的兩物體,通過熱接觸達到熱平衡的過程。
因為這些過程都不能在不引起外界影響的情況下而恢復原狀。
嚴格地講,一切由大量粒子組成的系統中發生的宏觀過程都是不可逆的,因為在機械運動中總伴隨著摩擦損失;熱傳遞過程中熱量總是從較熱的部分傳到較冷的部分。
這些過程中總的能量仍是守恆的,並不違反熱力學第一定律。
因此,必然存在另外一些基本規律,它們將對實際過程可進行的方向作出限定。
這就是熱力學第二定律,以及在此基礎上引進的態函數熵。
可逆的變化的例子:
1、水加熱後變成水蒸氣,冷卻後又能變為水,這種狀態的變化是可逆的,只需要滿足它的溫度要求。
2、固液氣的轉化。
3、熱脹冷縮。
4、沙與水混合後又能從中分離出來,恢復原來的樣子。
5、汽水瓶打開後,碳酸大量分解為二氧化碳冒出氣泡,旋禁瓶蓋搖晃,瓶體變癟,再次生成碳酸。
擴展資料:
認識“可逆變化”和“不可逆變化”有重要意義:
有些不可逆變化可能會給我們造成不希望產生的後果,如森林大火帶來的巨大損失,建築工地上的水泥淋雨後結塊不能再用,這些都是無法挽回的。對於這些不可逆變化,我們應該事先採取一定的措施防止它們發生。如我們給各種鐵器刷上漆就能防止它們生鏽。
有些變化是可逆的,但恢復原狀需要一定的條件。如某些被汙染的水,我們可以通過一些方法使它淨化,但淨化過程的成本會很高,所以不如事先做好防止汙染的工作。