可逆過程
編輯系統屬性注意:共軛變量以斜體顯示
材料特性
- 屬性數據庫
可壓縮性 β = ? {\displaystyle \beta =-}
熱膨脹 α = {\displaystyle \alpha =}
方程式
- 卡諾定理
- 克勞修斯定理
- 基本關系
- 理想氣體定律
- 麥克斯韋關系
- Onsager 互惠關系
- 布里奇曼方程
- 熱力學方程表
在熱力學中,可逆過程是一個涉及系統及其周圍環境的過程,其方向可以通過周圍環境某些特性(例如壓力或溫度)的無窮小變化而反轉。
在整個可逆過程中,系統處于物理和化學熱力學平衡狀態,并且與周圍環境幾乎處于壓力和溫度平衡狀態。 這可以防止移動系統邊界的不平衡力和加速度,從而避免摩擦和其他耗散。
為了保持平衡,可逆過程極其緩慢(準靜態)。 該過程必須發生得足夠慢,以便在熱力學參數發生一些小變化后,系統中的物理過程有足夠的時間讓其他參數進行自我調整以匹配新的、改變的參數值。 例如,如果一個裝水的容器在房間里放置的時間足夠長以匹配周圍空氣的穩定溫度,要使空氣溫度的微小變化可逆,整個空氣、水和容器系統必須等待很長時間 足以讓容器和空氣在下一個小變化發生之前穩定到新的匹配溫度。雖然隔離系統中的過程永遠不可逆,但循環過程可以是可逆的或不可逆的。 可逆過程是假設的或理想化的,但卻是熱力學第二定律的核心。 冰在水中的融化或凍結是一個幾乎可逆的現實過程的例子。
此外,系統必須始終與周圍環境保持(準靜態)平衡,并且必須沒有耗散效應(例如摩擦)才能將過程視為可逆。
可逆過程在熱力學中很有用,因為它們非常理想化,熱和膨脹/壓縮功的方程很簡單。 這使得模型過程的分析成為可能,模型過程通常定義相應實際過程中可達到的xxx效率。 其他應用利用熵和內能是狀態函數,其變化僅取決于系統的初始和最終狀態,而不取決于過程如何發生。 因此,通過分析連接真實初始和最終系統狀態的可逆過程,可以很容易地計算真實過程中的熵和內能變化。 此外,可逆性定義了化學平衡的熱力學條件。
概覽
編輯熱力學過程可以通過以下兩種方式之一進行:可逆或不可逆。 理想的熱力學可逆過程沒有耗散損失,因此系統所執行的功或系統所執行的功的量級將最大化。 然而,在循環過程中熱量不完全轉化為功,適用于可逆和不可逆循環。 功對熱力學過程路徑的依賴性也與可逆性無關,因為膨脹功(可以在壓力-體積圖上顯示為平衡曲線下方的面積)對于不同的可逆膨脹過程(例如絕熱、 然后等溫;與等溫,然后絕熱)連接相同的初始和最終狀態。
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