(六)可逆过程和不可逆过程
某过程使得物体(系统)从状态a变化到状态b,如果存在另一个过程,它不仅能使得物体(系统)进行反向变化,从状态b回复到状态a,而且当物体回复到状态a时,周围一切也都各自回复原状,则从状态a进行到状态b的过程是可逆过程(例如准静态、无摩擦的过程)。
不可逆过程是其结果不能完全被消除的过程。例如:摩擦生热,有限温差热传导,气体自由膨胀等。
注意:(1)自然界一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。
(2)不平衡和耗散等因素的存在,是导致过程不可逆的原因。只有当过程中每一步,系统都无限接近于平衡态,且无摩擦等耗散因素时,过程才是可逆的。
(3)不可逆过程,并不是不能在反方向进行的过程,而是当逆过程完成后,对外界的影响不能消除。
(4)自然的宏观过程的不可逆性相互依存。一种实际过程的不可逆性保证了另一种过程的不可逆性。反之,如果一种实际过程的不可逆性消失了,则其它实际过程的不可逆性也就随之消失了
(5) 功可以全部转化为热量,但热不能通过一个循环全部变为功。
(七)卡诺定理
1)在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆热机,其效率都相等,与工作物质无关;
2)在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆热机,其效率不可能大于可逆热机的效率。
小结:大体上概括起来包括热力学第一定律以及热力学第二定律两部分,对于热力学第一定律,主要是应用。例如四个典型热力学过程以及循环热力学过程中,利用热一律分析热量变化,做功,内能改变量等,并由此衍生出热容,热机,制冷机,制冷系数,热机效率等概念。热力学第二定律是描述过程变化方向性的,可逆与不可逆过程实质也是描述方向性的。