可逆過程

2021-01-19 物理化學學習


可逆過程在熱力學學習中經常提到，也是熱力學學習的基礎。一個過程是否可逆，直接回影響該過程下的熱力學函數的計算方法。


什麼是可逆過程？

在天津大學的《物理化學》裡定義為：將推動力無限小，系統內部及系統與環境之間在無限接近平衡條件下進行的過程，稱為可逆過程。


Ira N Levine的物理化學書中定義為：A reversible process is one where the system is always infinitesimally close to equilibrium, and an infinitesimal change in conditions can reverse the process to restore both system and surroundings to their initial states.


筆者認為可以簡單表述為：一系列無限接近與平衡態發生的過程，稱為可逆過程。


筆者認為關於可逆過程有以下幾點：

是理想過程。因為要接近與平衡態發生的過程，完全平衡態的話則是不會發生過程的。

可逆過程，是沒有時間概念的。無限接近與平衡狀態的過程，則該過程發生的非常的慢。不考慮時間的。這也正是熱力學的特徵之一。

發生可逆過程的一個循環後，（例如可逆壓縮和可逆膨脹），系統和環境都要恢復到原來的狀態。注意是系統和環境要同時恢復原來的狀態。


可逆功在P-V坐標下的計算，就等於曲線和V（體積）軸圍城的最小的面積。如下圖：

當然，從上面3個圖中也可以看出，可逆功的大小取決於狀態1到狀態2的路徑。

功的大小和路徑有關。




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