(六)可逆過程和不可逆過程
某過程使得物體(系統)從狀態a變化到狀態b,如果存在另一個過程,它不僅能使得物體(系統)進行反向變化,從狀態b回復到狀態a,而且當物體回復到狀態a時,周圍一切也都各自回復原狀,則從狀態a進行到狀態b的過程是可逆過程(例如準靜態、無摩擦的過程)。
不可逆過程是其結果不能完全被消除的過程。例如:摩擦生熱,有限溫差熱傳導,氣體自由膨脹等。
注意:(1)自然界一切與熱現象有關的實際宏觀過程都是不可逆的。
(2)不平衡和耗散等因素的存在,是導致過程不可逆的原因。只有當過程中每一步,系統都無限接近于平衡態,且無摩擦等耗散因素時,過程才是可逆的。
(3)不可逆過程,并不是不能在反方向進行的過程,而是當逆過程完成后,對外界的影響不能消除。
(4)自然的宏觀過程的不可逆性相互依存。一種實際過程的不可逆性保證了另一種過程的不可逆性。反之,如果一種實際過程的不可逆性消失了,則其它實際過程的不可逆性也就隨之消失了
(5) 功可以全部轉化為熱量,但熱不能通過一個循環全部變為功。
(七)卡諾定理
1)在相同的高溫熱源和相同的低溫熱源之間工作的一切可逆熱機,其效率都相等,與工作物質無關;
2)在相同的高溫熱源和相同的低溫熱源之間工作的一切不可逆熱機,其效率不可能大于可逆熱機的效率。
小結:大體上概括起來包括熱力學第一定律以及熱力學第二定律兩部分,對于熱力學第一定律,主要是應用。例如四個典型熱力學過程以及循環熱力學過程中,利用熱一律分析熱量變化,做功,內能改變量等,并由此衍生出熱容,熱機,制冷機,制冷系數,熱機效率等概念。熱力學第二定律是描述過程變化方向性的,可逆與不可逆過程實質也是描述方向性的。