与准静态相比,可逆过程进行时,系统一定要满足的条件是()。
A 、系统随时到处均匀一致
B 、只要过程中无功耗散
C 、边界上和内部都不存在任何力差或不均匀性
D 、边界上无作用力差,过程进行缓慢
【正确答案:B】
可逆过程实现的充要条件:过程应为准静态过程且无任何耗散效应,即无耗散的准静态过程为可逆过程。准静态过程和可逆过程的差别就在于有无耗散损失。ACD三项均为准静态过程的条件。
定义某一系统经过某一过程,由状态(1)变成状态(2)之后,如果能使系统和环境都完全复原(即系统回到原来的状态,同时消除了原来过程对环境所产生的一切影响,环境也复原),则这样的过程就称为可逆过程。反之,如果用任何方法都不能使系统和环境完全复原,则称为不可逆过程。也可简单理解可逆过程:某过程之后,系统恢复原状的同时,环境也恢复了原状,并且环境中无任何能量的耗散。特点(1)可逆过程是以无限小的变化进行的,整个过程是由一连串非常接近于平衡态的状态所构成。
(2)在反向的过程中,用同样的手续,循着原来的过程的逆过程,可以使系统和环境完全恢复到原来的状态,而无任何耗散效应。
(3)在等温可逆膨胀过程中系统对环境做最大功,在等温可逆压缩过程中环境对系统做最小功。非准静态过程是不可逆过程有摩擦的准静态过程是不可逆过程。自然界中与热现象有关的一切实际宏观过程,如热传导、气体的自由膨胀、扩散等都是不可逆过程。注意:不可把不可逆过程理解为系统不能复原的过程。一个不可逆过程发生后,也可以使系统恢复原态,但当系统恢复原态后,环境必定发生某些变化!无耗散的准静态过程是可逆过程例如,若气缸与活塞间无摩擦,对于气体在准静态膨胀过程所经历的每一个平衡态,外界压强等于系统压强;而对于反向的准静态压缩过程所经历的每一个平衡态,外界压强也必然等于系统压强。这样,系统与外界在逆过程中的每一个状态都是原过程相应状态的重复,因而是可逆过程。实际的热力学过程既不可能完全无耗散,又不可能是严格的准静态过程,所以可逆过程实际上不存在。但是在理想情况下,可逆过程是可以发生的,如忽略轴摩擦的真空中的单摆运动,它没有能量的损耗。还有很多接近于可逆情况的实际变化。如,液体在其沸点时的蒸发,固体在其熔点时的熔化,可逆电池在外加电动势与电池电动势近似相等情况下的充电与放电等。
区别:准静态过程只着眼于工质内部的平衡,有无外部机械摩擦对工质内部的平衡并不影响,准静态过程进行时可能发生能量耗散,可逆过程不仅要求工质内部平衡还要求工资与外界的作用可以无条件的逆复,过程进行时不存在任何能量的耗散。
联系:可逆过程一定是准静态过程,准静态过程不一定是可逆过程。
准静态过程:在过程进行的每一瞬间,系统都接近于平衡状态,以致在任意选取的短时间 dt 内,状态参量在整个系统的各部分都有确定的值,整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成,这种过程称为准静态过程。
可逆过程:系统经过某一过程从状态(1)变到状态(2)之后,如果能使系统和环境都恢复到原来的状态而未留下任何永久性的变化,则该过程称为热力学可逆过程。否则为不可逆过程。