6–6■ REVERSIBLE AND IRREVERSIBLE PR

6–6■ REVERSIBLE AND IRREVERSIBLE PROCESSES
The second law of thermodynamics states that no heat engine can have an
efficiency of 100 percent. Then one may ask, What is the highest efficiency
that a heat engine can possibly have? Before we can answer this question,
we need to define an idealized process first, which is called the reversible
process.
The processes that were discussed at the beginning of this chapter occurred
in a certain direction. Once having taken place, these processes cannot
reverse themselves spontaneously and restore the system to its initial state.
For this reason, they are classified as irreversible processes. Once a cup of
hot coffee cools, it will not heat up by retrieving the heat it lost from the surroundings. If it could, the surroundings, as well as the system (coffee), would
be restored to their original condition, and this would be a reversible process.
A reversible processis defined as a process that can be reversed without
leaving any trace on the surroundings (Fig. 6–30). That is, both the system
andthe surroundings are returned to their initial states at the end of the
reverse process. This is possible only if the net heat andnet work exchange
between the system and the surroundings is zero for the combined (original
and reverse) process. Processes that are not reversible are called irreversible
processes.
It should be pointed out that a system can be restored to its initial state
following a process, regardless of whether the process is reversible or irreversible. But for reversible processes, this restoration is made without leaving any net change on the surroundings, whereas for irreversible processes,
the surroundings usually do some work on the system and therefore does
not return to their original state.
Reversible processes actually do not occur in nature. They are merely idealizationsof actual processes. Reversible processes can be approximated by
actual devices, but they can never be achieved. That is, all the processes
occurring in nature are irreversible. You may be wondering, then,whywe are
bothering with such fictitious processes. There are two reasons. First, they
are easy to analyze, since a system passes through a series of equilibrium
states during a reversible process; second, they serve as idealized models to
which actual processes can be compared.
In daily life, the concepts of Mr. Right and Ms. Right are also idealizations, just like the concept of a reversible (perfect) process. People who
insist on finding Mr. or Ms. Right to settle down are bound to remain Mr. or
Ms. Single for the rest of their lives. The possibility of finding the perfect
prospective mate is no higher than the possibility of finding a perfect
(reversible) process. Likewise, a person who insists on perfection in friends
is bound to have no friends.
Engineers are interested in reversible processes because work-producing
devices such as car engines and gas or steam turbines deliver the most work,
and work-consuming devices such as compressors, fans, and pumps consume
the least work when reversible processes are used instead of irreversible ones
(Fig. 6–31).
Reversible processes can be viewed as theoretical limits for the corresponding irreversible ones. Some processes are more irreversible than others.
We may never be able to have a reversible process, but we can certainly
296 | Thermodynamics
(a) Frictionless pendulum
(b) Quasi-equilibrium expansion
and compression of a gas
FIGURE 6–30
Two familiar reversible processes.
SEE TUTORIAL CH. 6, SEC. 6 ON THE DVD.
INTERACTIVE
TUTORIAL
approach it. The more closely we approximate a reversible proc

Kết quả (Việt) 2:

6-6 ■ QUY TRÌNH hồi phục và không thể đảo ngược
Định luật thứ hai của nhiệt động lực mà không có động cơ nhiệt có thể có một
hiệu quả 100 phần trăm. Sau đó, người ta có thể hỏi, hiệu quả cao nhất là gì
mà một động cơ nhiệt có thể có thể có? Trước khi chúng tôi có thể trả lời câu hỏi này,
chúng ta cần phải xác định một quá trình lý tưởng đầu tiên, được gọi là đảo ngược
quá trình.
Các quy trình đã được thảo luận ở phần đầu của chương này xảy ra
theo một hướng nhất định. Một khi đã xảy ra, các quá trình không thể
đảo ngược bản thân một cách tự nhiên và khôi phục hệ thống về trạng thái ban đầu của nó.
Vì lý do này, chúng được phân loại như là quá trình không thể đảo ngược. Khi một cốc
nguội cà phê nóng, nó sẽ không nóng lên bằng cách lấy nhiệt nó bị mất từ môi trường xung quanh. Nếu có thể, môi trường xung quanh, cũng như các hệ thống (cà phê), sẽ
được khôi phục lại tình trạng ban đầu của họ, và điều này sẽ là một quá trình thuận nghịch.
Một processis thể đảo ngược được định nghĩa là một quá trình có thể được đảo ngược mà không
để lại bất kỳ dấu vết về môi trường xung quanh (Hình. 6-30). Đó là, cả hai hệ thống
andthe môi trường xung quanh đang quay trở lại trạng thái ban đầu của họ vào cuối của
quá trình ngược lại. Điều này chỉ có thể có nếu andnet nhiệt trao đổi công việc ròng
giữa hệ thống và môi trường xung quanh là không cho các kết hợp (gốc
quá trình và ngược lại). Quá trình mà không thể đảo ngược được gọi là không thể đảo ngược
quy trình.
Cần chỉ ra rằng một hệ thống có thể được phục hồi lại trạng thái ban đầu của nó
sau một quá trình, cho dù quá trình này có thể đảo ngược hoặc không thể đảo ngược. Nhưng đối với các quá trình hồi phục, phục hồi này được thực hiện mà không để lại bất kỳ sự thay đổi ròng trên môi trường xung quanh, trong khi đối với các quá trình không thể đảo ngược,
môi trường xung quanh thường làm một số công việc trên hệ thống và do đó
không trở về trạng thái ban đầu của họ.
Quá trình hồi phục thực sự không xảy ra trong tự nhiên . Họ chỉ đơn thuần là idealizationsof quá trình thực tế. Quá trình hồi phục có thể được xấp xỉ bằng
các thiết bị thực tế, nhưng họ không bao giờ có thể đạt được. Đó là, tất cả các quá trình
xảy ra trong tự nhiên là không thể đảo ngược. Bạn có thể tự hỏi, sau đó, whywe đang
làm phiền với các quá trình hư cấu như vậy. Có hai lý do. Đầu tiên, họ
rất dễ để phân tích, kể từ khi hệ thống đi qua một loạt các trạng thái cân bằng
trạng thái trong suốt một quá trình thuận nghịch; thứ hai, họ phục vụ mô hình như lý tưởng để
mà quá trình thực tế có thể được so sánh.
Trong cuộc sống hàng ngày, các khái niệm của ông Quyền và bà phải cũng là idealizations, giống như khái niệm của một (hoàn hảo) quá trình thuận nghịch. Những người
nhấn mạnh vào việc tìm kiếm ông hoặc bà phải đến định cư đang bị ràng buộc để duy trì hoặc ông
bà Duy nhất cho phần còn lại của cuộc sống của họ. Khả năng tìm kiếm hoàn hảo
bạn đời tương lai là không cao hơn so với khả năng của việc tìm kiếm một hoàn hảo
(đảo ngược) quá trình. Tương tự như vậy, một người khẳng định về sự hoàn hảo trong những người bạn
đang bị ràng buộc để không có bạn bè.
Kỹ sư quan tâm trong quá trình hồi phục vì công việc sản xuất
các thiết bị như động cơ xe hơi và tua bin khí hoặc hơi nước cung cấp những công việc nhất,
và các thiết bị làm việc tốn như máy nén , người hâm mộ, và máy bơm tiêu thụ
các công việc ít nhất là khi quá trình đảo ngược được sử dụng thay cho những người không thể đảo ngược
(Hình. 6-31).
quá trình hồi phục có thể được xem như là giới hạn lý thuyết cho những người không thể đảo ngược tương ứng. Một số quy trình không thể đảo ngược được nhiều hơn những người khác.
Chúng tôi không bao giờ có thể có một quá trình thuận nghịch, nhưng chúng ta có thể chắc chắn
296 | Nhiệt động lực học
(một) con lắc không ma sát
(b) mở rộng Quasi-trạng thái cân bằng
và nén khí
Hình 6-30
Hai quá trình hồi phục quen thuộc.
SEE TUTORIAL CH. 6, SEC. 6 ON THE DVD.
TƯƠNG TÁC
TUTORIAL
tiếp cận nó. Các chặt chẽ hơn, chúng tôi gần đúng một proc hồi