Пример обратимого и необратимого процессов с их графическим изображением в P,V- диаграмме приведен на рисунке 2.9.
Для обратимого процесса (рис. 2.9 а) сжатия газа в цилиндре с поршнем 1а2 характерно отсутствие трения (при этом под трением понимаем не только трение от взаимодействия поршня со стенками цилиндра, но и трение взаимодествия самого газа со стенками цилиндра и поршнем). На совершение процесса 1а2 затрачивается механическая работа L, соответствующая площади под процессом в P,V- диаграмме (в дальнейшем это будет доказано).
Если дать возможность газу расшириться до первоначального состояния тоже по обратимому процессу 2а1, он повторит троекторию процесса 1а2 в обратной последовательности и вернется в первоначальное состояние 1. При этом механическая работа процесса расширения 2а1 будет численно равна механической работе сжатия процесса 1а2, но знак ее будет противоположный -L. В результате осуществления прямого 1а2 и обратного 2а1 процессов суммарная внешняя механическая работа будет равна нулю ΔL=0, т.е. распределение энергии в системе остается неизменным, а процесс 1а2 по определению обратимый.
В необратимом процессе (рис. 2.9 б) сжатия газа в цилиндре 1а2 часть работы затратится на преодоление трения. Поэтому для возвращения газа в первоначальное состояние даже по обратимому процессу расширения, работы сжатого газа будет недостаточно и потребуется дополнительная внешняя механическая работа. Поэтому троектория обратного процесса 2в1 пройдет выше, чем у процесса 2а1. Разница работ этих процессов ΔL соответствует площади 1а2в1 в Р-V диаграмме. Она отлична от нуля ΔL>0, т.е. распределение энергии при возврате системы в первоначальное состояние изменилось, а процесс 1а2 по опаределению необратимый.
Все действительные процессы необратимы. В тех случаях, когда необратимость значительно изменяет характер процесса, это необходимо учитывать.
| предыдущий параграф | содержание | следующий параграф |