В некоторой изолированной системе тело переходит из состояния 1 в состояние 2, а затем возвращается в состояние 1.
Процесс называется обратимым, если возможно осуществить обратный переход через те же промежуточные состояния, так, чтобы не осталось никаких изменений в окружающей среде.
Если такой процесс осуществить нельзя, если по окончании процесса в окружающих телах или в самом теле остались какие-либо изменения, то процесс является необратимым.
Любой процесс, сопровождаемый трением, необратим, ибо часть работы при трении всегда превращается в тепло. Трущиеся поверхности нагреваются, и теплота распространяется, рассеивается в окружающих телах. Рассеянная теплота ни при каких процессах не может без затрат энергии, без совершения работы другим телом собраться к трущимся поверхностям и вновь превратится в работу.
Любой реальный механический процесс сопровождается трением и поэтому является необратимым.
Все процессы, сопровождающиеся теплопередачей от нагретого тела к менее нагретому телу, являются необратимыми. Т.к. обратный переход теплоты от холодного тела к нагретому телу, который может быть осуществлен в холодильной машине, не идет сам собой. Для осуществления такого процесса требуется затрата работы еще какого-либо тела, что приводит к изменению в этом теле, и следовательно условие обратимости не выполняются.
Необратимым является процесс расширения газа, даже идеального в пустоту. При таком расширении газ не совершает работы, а чтобы собрать вновь вместе газовые молекулы, сжать газ, привести в начальное состояние, требуется затратить работу, что приведет к изменениям в других телах.
Т.о. все реальные процессы являются необратимыми, хотя степень необратимости может быть разная.
|
|
Обратимыми являются квазистатические равновесные процессы. Абстрактные, идеализированные процессы.
Процесс, при котором тело проходить через ряд различных состояний, а в результате возвращается в исходное, начальное состояние называется круговым или цеклическим. Круговой процесс является обратимым, если все его части обратимы. Если какая-либо часть процесса является необратимой, то процесс необратим.
На диаграмме состояний в 
-координатах круговой процесс представляет собой замкнутую кривую. В процессе, происходящем по часовой стрелке 1а2в1, теплота превращается в механическую работу. В процессе идущем против часовой стрелки 1в2а1 механическая энергия превращается в теплоту, точки 1 и 2 соответствуют начальному и промежуточному значениям давлений и объемов 
, 
.
Система, которая совершает круговой процесс, обмениваясь энергией (теплотой) с внешней средой называют рабочим телом.
Система после получения в начальном состоянии 1 определенное количество теплоты 
от нагревателя совершает положительную работу 
и переходит в промежуточное состояние 2. Затем после теплового контакта с холодильником, она отдает ему часть количества теплоты 
и за счет совершения работы над системой 
, возвращается в исходное состояние 1.
Т.к. после окончания кругового процесса рабочее тело возвращается в исходное состояние, его внутренняя энергия не изменяется. Поэтому рабочее тело может совершать работу только за счет внешних источников, подводящих к нему теплоту.
|
|
Т.о. изолированная система в целом не может совершить круговой процесс, т.к. требуется участие внешних сил, внешних источников тепла.
Работа, совершаемая за круговой процесс (цикл) рабочим телом, равна площади внутри замкнутой кривой кругового процесса. 
, 
, 
.
В принципе существует бесчисленное множество возможных циклов, поскольку каждой замкнутой кривой, на диаграмме в - координатах соответствует цикл. Можно представить различные круговые процессы, используя уже изученные процессы и их комбинации. Например, процессы, изображенные в - координатах:
а) круговой процесс, в котором рабочее тело совершает два изобарических (1-2, 4-3) и два изохорических процесса (2-3, 4-1);
б) круговой процесс, в котором рабочее тело совершает изотермический
(1-2), затем изобарический (2-3) и изохорический (3-1) процессы;
в) круговой процесс, в котором рабочее тело совершает адиабатический
(1-2), затем изобарический (2-3) и изохорический (3-1) процессы;
г) круговой процесс, в котором рабочее тело совершает два изотермических (1-2, 3-4) и два адиабатических (2-3, 4-1) процесса.