Обратимый процесс
Обратимый процесс — равновесный термодинамический процесс, который может проходить как в прямом, так и в обратном направлении, проходя через одинаковые промежуточные состояния, причём система возвращается в исходное состояние без затрат энергии, и в окружающей среде не остаётся макроскопических изменений. Количественным критерием обратимости/необратимости процесса служит возникновение энтропии — эта величина равна нулю при отсутствии необратимых процессов в термодинамической системе и положительна при их наличии.
Обратимый процесс можно в любой момент заставить протекать в обратном направлении, изменив какую-либо независимую переменную на бесконечно малую величину.
Обратимые процессы имеют максимальный коэффициент полезного действия (КПД). Бо́льший КПД от системы получить невозможно. Это придаёт обратимым процессам теоретическую важность. На практике обратимый процесс реализовать невозможно. Он протекает бесконечно медленно, и можно только приблизиться к нему.
В термодинамике примером тепловой машины, работающей только по обратимым процессам, является машина Карно, состоящая из двух адиабат и двух изотерм. В адиабатических процессах никакого обмена энергией с окружающей средой не происходит. В изотермических процессах теплообмен между окружающей средой (нагревателем, при расширении, и холодильником, при сжатии) и рабочим телом проходит между телами, имеющими одну и ту же температуру. Это важный момент, так как если теплообмен происходит между телами с разной температурой, он является необратимым (второе начало термодинамики).
Термодинамическая обратимость процесса отличается от химической обратимости. Химическая обратимость характеризует направление процесса, а термодинамическая — способ его проведения.
Понятия равновесного состояния и обратимого процесса играют большую роль в термодинамике. Все количественные выводы термодинамики применимы только к равновесным состояниям и обратимым процессам. В состоянии химического равновесия скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции!
Существуют определённые ограничения, связанные с направлением протекания процессов в природе. Так, энергия путём теплообмена самопроизвольно переходит от горячего тела к более холодному, а обратный процесс сам по себе не происходит, то есть он необратим.
Терминологические замечания
Понятийный аппарат, используемый в том или ином руководстве по классической термодинамике, существенным образом зависит от системы построения/изложения данной дисциплины, используемой или подразумеваемой автором конкретного пособия. Последователи Р. Клаузиуса строят/излагают термодинамику как теорию обратимых процессов, последователи К. Каратеодори — как теорию квазистатических процессов, а последователи Дж. У. Гиббса — как теорию равновесных состояний и процессов. Ясно, что, несмотря на применение различных описательных дефиниций идеальных термодинамических процессов — обратимых, квазистатических и равновесных, — которыми оперируют упомянутые выше термодинамические аксиоматики, в любой из них все построения классической термодинамики имеют своим итогом один и тот же математический аппарат. Де-факто это означает, что за пределами чисто теоретических рассуждений, то есть в прикладной термодинамике, термины «обратимый процесс», «равновесный процесс» и «квазистатический процесс» рассматривают как синонимы: всякий равновесный (квазистатический процесс) процесс является обратимым, и наоборот, любой обратимый процесс является равновесным (квазистатическим).
Примеры
Выпечка пирога — необратимый процесс. Гидролиз солей — обратимый процесс.
См. также
Примечания
- Зубарев Д. Н. Производство энтропии // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — Т. 4: Пойнтинга — Робертсона — Стримеры. — С. 137. — 704 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-85270-087-8.
- Пригожин И., Дефэй Р., Химическая термодинамика, 2009, с. 58.
- Второе начало термодинамики, 2012, с. 71—158.
- Каратеодори К., Об основах термодинамики, 1964.
- Петров Н., Бранков Й., Современные проблемы термодинамики, 1986, с. 63—78.
- Tisza L., Generalized Thermodynamics, 1966.
- Новиков И. И., Термодинамика, 2009, с. 28.
- Зубарев Д. Н. Квазистатический процесс // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Магнитоплазменный — Пойнтинга теорема. — С. 261—262. — 672 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-019-3.
- Зубарев Д. Н. Обратимый процесс // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Магнитоплазменный — Пойнтинга теорема. — С. 383. — 672 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-019-3.
- Равновесный процесс // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — Т. 4: Пойнтинга — Робертсона — Стримеры. — С. 197. — 704 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-85270-087-8.
Литература
- Tisza Laszlo. Generalized Thermodynamics. — Cambridge (Massachusetts) — London (England): The M.I.T. Press, 1966. — xi + 384 p.
- Каратеодори К. Об основах термодинамики // Развитие современной физики : Сборник статей под ред. Б. Г. Кузнецова. — 1964. — С. 188—222.
- Карно С., Клаузиус, Р., Томсон У. (лорд Кельвин) и др. Второе начало термодинамики / Под ред. А. К. Тимирязева. — 4-е изд. — М.: Либроком, 2012. — 312 с. — (Физико-математическое наследие: физика (термодинамика и статистическая механика)). — ISBN 978-5-397-02688-8.
- Новиков И. И. Термодинамика. — 2-е изд., испр. — СПб.: Лань, 2009. — 592 с. — (Учебники для вузов. Специальная литература). — ISBN 978-5-8114-0987-7.
- Петров Н., Бранков Й. Современные проблемы термодинамики. — Пер. с болг. — М.: Мир, 1986. — 287 с.
- Пригожин И., Дефэй Р. Химическая термодинамика / Пер. с англ. под ред. В. А. Михайлова. — 2-е изд. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009. — 533 с. — (Классика и современность. Естествознание). — ISBN 978-5-9963-0201-7.
Ссылки
- reversibility (англ.). Encyclopedia Britannica (22 января 2014). Дата обращения: 7 июля 2025.
У этой статьи по физике есть несколько проблем, помогите их исправить: |
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Обратимый процесс, Что такое Обратимый процесс? Что означает Обратимый процесс?
Obratimyj process ravnovesnyj termodinamicheskij process kotoryj mozhet prohodit kak v pryamom tak i v obratnom napravlenii prohodya cherez odinakovye promezhutochnye sostoyaniya prichyom sistema vozvrashaetsya v ishodnoe sostoyanie bez zatrat energii i v okruzhayushej srede ne ostayotsya makroskopicheskih izmenenij Kolichestvennym kriteriem obratimosti neobratimosti processa sluzhit vozniknovenie entropii eta velichina ravna nulyu pri otsutstvii neobratimyh processov v termodinamicheskoj sisteme i polozhitelna pri ih nalichii Obratimyj process mozhno v lyuboj moment zastavit protekat v obratnom napravlenii izmeniv kakuyu libo nezavisimuyu peremennuyu na beskonechno maluyu velichinu Obratimye processy imeyut maksimalnyj koefficient poleznogo dejstviya KPD Bo lshij KPD ot sistemy poluchit nevozmozhno Eto pridayot obratimym processam teoreticheskuyu vazhnost Na praktike obratimyj process realizovat nevozmozhno On protekaet beskonechno medlenno i mozhno tolko priblizitsya k nemu V termodinamike primerom teplovoj mashiny rabotayushej tolko po obratimym processam yavlyaetsya mashina Karno sostoyashaya iz dvuh adiabat i dvuh izoterm V adiabaticheskih processah nikakogo obmena energiej s okruzhayushej sredoj ne proishodit V izotermicheskih processah teploobmen mezhdu okruzhayushej sredoj nagrevatelem pri rasshirenii i holodilnikom pri szhatii i rabochim telom prohodit mezhdu telami imeyushimi odnu i tu zhe temperaturu Eto vazhnyj moment tak kak esli teploobmen proishodit mezhdu telami s raznoj temperaturoj on yavlyaetsya neobratimym vtoroe nachalo termodinamiki Termodinamicheskaya obratimost processa otlichaetsya ot himicheskoj obratimosti Himicheskaya obratimost harakterizuet napravlenie processa a termodinamicheskaya sposob ego provedeniya Ponyatiya ravnovesnogo sostoyaniya i obratimogo processa igrayut bolshuyu rol v termodinamike Vse kolichestvennye vyvody termodinamiki primenimy tolko k ravnovesnym sostoyaniyam i obratimym processam V sostoyanii himicheskogo ravnovesiya skorost pryamoj reakcii ravna skorosti obratnoj reakcii Sushestvuyut opredelyonnye ogranicheniya svyazannye s napravleniem protekaniya processov v prirode Tak energiya putyom teploobmena samoproizvolno perehodit ot goryachego tela k bolee holodnomu a obratnyj process sam po sebe ne proishodit to est on neobratim Terminologicheskie zamechaniyaPonyatijnyj apparat ispolzuemyj v tom ili inom rukovodstve po klassicheskoj termodinamike sushestvennym obrazom zavisit ot sistemy postroeniya izlozheniya dannoj discipliny ispolzuemoj ili podrazumevaemoj avtorom konkretnogo posobiya Posledovateli R Klauziusa stroyat izlagayut termodinamiku kak teoriyu obratimyh processov posledovateli K Karateodori kak teoriyu kvazistaticheskih processov a posledovateli Dzh U Gibbsa kak teoriyu ravnovesnyh sostoyanij i processov Yasno chto nesmotrya na primenenie razlichnyh opisatelnyh definicij idealnyh termodinamicheskih processov obratimyh kvazistaticheskih i ravnovesnyh kotorymi operiruyut upomyanutye vyshe termodinamicheskie aksiomatiki v lyuboj iz nih vse postroeniya klassicheskoj termodinamiki imeyut svoim itogom odin i tot zhe matematicheskij apparat De fakto eto oznachaet chto za predelami chisto teoreticheskih rassuzhdenij to est v prikladnoj termodinamike terminy obratimyj process ravnovesnyj process i kvazistaticheskij process rassmatrivayut kak sinonimy vsyakij ravnovesnyj kvazistaticheskij process process yavlyaetsya obratimym i naoborot lyuboj obratimyj process yavlyaetsya ravnovesnym kvazistaticheskim PrimeryVypechka piroga neobratimyj process Gidroliz solej obratimyj process Sm takzheKvazistaticheskij process Neobratimyj process Ravnovesnyj processPrimechaniyaZubarev D N Proizvodstvo entropii Fizicheskaya enciklopediya v 5 t Gl red A M Prohorov M Bolshaya rossijskaya enciklopediya 1994 T 4 Pojntinga Robertsona Strimery S 137 704 s 40 000 ekz ISBN 5 85270 087 8 Prigozhin I Defej R Himicheskaya termodinamika 2009 s 58 Vtoroe nachalo termodinamiki 2012 s 71 158 Karateodori K Ob osnovah termodinamiki 1964 Petrov N Brankov J Sovremennye problemy termodinamiki 1986 s 63 78 Tisza L Generalized Thermodynamics 1966 Novikov I I Termodinamika 2009 s 28 Zubarev D N Kvazistaticheskij process Fizicheskaya enciklopediya v 5 t Gl red A M Prohorov M Bolshaya rossijskaya enciklopediya 1992 T 3 Magnitoplazmennyj Pojntinga teorema S 261 262 672 s 48 000 ekz ISBN 5 85270 019 3 Zubarev D N Obratimyj process Fizicheskaya enciklopediya v 5 t Gl red A M Prohorov M Bolshaya rossijskaya enciklopediya 1992 T 3 Magnitoplazmennyj Pojntinga teorema S 383 672 s 48 000 ekz ISBN 5 85270 019 3 Ravnovesnyj process Fizicheskaya enciklopediya v 5 t Gl red A M Prohorov M Bolshaya rossijskaya enciklopediya 1994 T 4 Pojntinga Robertsona Strimery S 197 704 s 40 000 ekz ISBN 5 85270 087 8 LiteraturaTisza Laszlo Generalized Thermodynamics Cambridge Massachusetts London England The M I T Press 1966 xi 384 p Karateodori K Ob osnovah termodinamiki rus Razvitie sovremennoj fiziki Sbornik statej pod red B G Kuznecova 1964 S 188 222 Karno S Klauzius R Tomson U lord Kelvin i dr Vtoroe nachalo termodinamiki Pod red A K Timiryazeva 4 e izd M Librokom 2012 312 s Fiziko matematicheskoe nasledie fizika termodinamika i statisticheskaya mehanika ISBN 978 5 397 02688 8 Novikov I I Termodinamika 2 e izd ispr SPb Lan 2009 592 s Uchebniki dlya vuzov Specialnaya literatura ISBN 978 5 8114 0987 7 Petrov N Brankov J Sovremennye problemy termodinamiki Per s bolg M Mir 1986 287 s Prigozhin I Defej R Himicheskaya termodinamika Per s angl pod red V A Mihajlova 2 e izd M Binom Laboratoriya znanij 2009 533 s Klassika i sovremennost Estestvoznanie ISBN 978 5 9963 0201 7 Ssylkireversibility angl Encyclopedia Britannica 22 yanvarya 2014 Data obrasheniya 7 iyulya 2025 U etoj stati po fizike est neskolko problem pomogite ih ispravit V state ne hvataet ssylok na istochniki sm rekomendacii po poisku Informaciya dolzhna byt proveryaema inache ona mozhet byt udalena Vy mozhete otredaktirovat statyu dobaviv ssylki na avtoritetnye istochniki v vide snosok 26 iyunya 2008 Pozhalujsta posle ispravleniya problemy isklyuchite eyo iz spiska parametrov Posle ustraneniya vseh nedostatkov etot shablon mozhet byt udalyon lyubym uchastnikom
