The more closely we approximate a r

The more closely we approximate a reversible process, the more
work delivered by a work-producing device or the less work required by a
work-consuming device.
The concept of reversible processes leads to the definition of the secondlaw efficiency for actual processes, which is the degree of approximation to
the corresponding reversible processes. This enables us to compare the performance of different devices that are designed to do the same task on the
basis of their efficiencies. The better the design, the lower the irreversibilities and the higher the second-law efficiency.
Irreversibilities
The factors that cause a process to be irreversible are called irreversibilities.
They include friction, unrestrained expansion, mixing of two fluids, heat
transfer across a finite temperature difference, electric resistance, inelastic
deformation of solids, and chemical reactions. The presence of any of these
effects renders a process irreversible. A reversible process involves none of
these. Some of the frequently encountered irreversibilities are discussed
briefly below.
Frictionis a familiar form of irreversibility associated with bodies in
motion. When two bodies in contact are forced to move relative to each
other (a piston in a cylinder, for example, as shown in Fig. 6–32), a friction
force that opposes the motion develops at the interface of these two bodies,
and some work is needed to overcome this friction force. The energy supplied as work is eventually converted to heat during the process and is transferred to the bodies in contact, as evidenced by a temperature rise at the
interface. When the direction of the motion is reversed, the bodies are
restored to their original position, but the interface does not cool, and heat is
not converted back to work. Instead, more of the work is converted to heat
while overcoming the friction forces that also oppose the reverse motion.
Since the system (the moving bodies) and the surroundings cannot be
returned to their original states, this process is irreversible. Therefore, any
process that involves friction is irreversible. The larger the friction forces
involved, the more irreversible the process is.
Friction does not always involve two solid bodies in contact. It is also
encountered between a fluid and solid and even between the layers of a
fluid moving at different velocities. A considerable fraction of the power
produced by a car engine is used to overcome the friction (the drag force)
between the air and the external surfaces of the car, and it eventually
becomes part of the internal energy of the air. It is not possible to reverse
Chapter 6 | 297
Water
Pressure
distribution
Water Water
Water
(a) Slow (reversible) process (b) Fast (irreversible) process
Expansion Compression Expansion Compression
FIGURE 6–31
Reversible processes deliver the most
and consume the least work.
Friction
GAS
FIGURE 6–32
Friction renders a process irreversible.
this process and recover that lost power, even though doing so would not
violate the conservation of energy principle.
Another example of irreversibility is the unrestrained expansion of a
gasseparated from a vacuum by a membrane, as shown in Fig. 6–33. When
the membrane is ruptured, the gas fills the entire tank. The only way to
restore the system to its original state is to compress it to its initial volume,
while transferring heat from the gas until it reaches its initial temperature.
From the conservation of energy considerations, it can easily be shown that
the amount of heat transferred from the gas equals the amount of work done
on the gas by the surroundings. The restoration of the surroundings involves
conversion of this heat completely to work, which would violate the second
law. Therefore, unrestrained expansion of a gas is an irreversible process.
A third form of irreversibility familiar to us all is heat transferthrough a
finite temperature difference. Consider a can of cold soda left in a warm
room (Fig. 6–34). Heat is transferred from the warmer room air to the
cooler soda. The only way this process can be reversed and the soda
restored to its original temperature is to provide refrigeration, which
requires some work input. At the end of the reverse process, the soda will be
restored to its initial state, but the surroundings will not be. The internal
energy of the surroundings will increase by an amount equal in magnitude
to the work supplied to the refrigerator. The restoration of the surroundings
to the initial state can be done only by converting this excess internal energy
completely to work, which is impossible to do without violating the second
law. Since only the system, not both the system and the surroundings, can
be restored to its initial condition, heat transfer through a finite temperature
difference is an irreversible process.
Heat transfer can occur only when there is a temperature difference
between a system and its surroundings. Therefore, it is physically impossible to have a reversible heat transfer process. But a heat transfer process
becomes less and less irreversible as the temperature difference between the
two bodies approaches zero. Then heat transfer through a differential temperature difference dTcan be considered to be reversible. As dTapproaches
zero, the process can be reversed in direction (at least theoretically) without
requiring any refrigeration. Notice that reversible heat transfer is a conceptual process and cannot be duplicated in the real world.
The smaller the temperature difference between two bodies, the smaller
the heat transfer rate will be. Any significant heat transfer through a small
temperature difference requires a very large surface area and a very long
time. Therefore, even though approaching reversible heat transfer is desirable from a thermodynamic point of view, it is impractical and not economically feasible.
Internally and Externally Reversible Processes
A typical process involves interactions between a system and its surroundings, and a reversible process involves no irreversibilities associated with
either of them.
A process is called internally reversible if no irreversibilities occur
within the boundaries of the system during the process. During an internally
reversible process, a system proceeds through a series of equilibrium states,
298 | Thermodynamics
(a) An irreversible heat transfer process
20°C
20°C
5°C
5°C
2°C
(b) An impossible heat transfer process
20°C
Heat
Heat
FIGURE 6–34
(a) Heat transfer through a
temperature difference is irreversible,
and (b) the reverse process is
impossible.
(a) Fast compression
(b) Fast expansion
(c) Unrestrained expansion
700 kPa 50 kPa
FIGURE 6–33
Irreversible compression and
expansion processes.
and when the process is reversed, the system passes through exactly the
same equilibrium states while returning to its initial state. That is, the paths
of the forward and reverse processes coincide for an internally reversible
process. The quasi-equilibrium process is an example of an internally
reversible process.
A process is called externally reversibleif no irreversibilities occur outside the system boundaries during the process. Heat transfer between a
reservoir and a system is an externally reversible process if the outer surface
of the system is at the temperature of the reservoir.
A process is called totally reversible,or simply reversible,if it involves
no irreversibilities within the system or its surroundings (Fig. 6–35). A
totally reversible process involves no heat transfer through a finite temperature difference, no nonquasi-equilibrium changes, and no friction or other
dissipative effects.
As an example, consider the transfer of heat to two identical systems that
are undergoing a constant-pressure (thus constant-temperature) phasechange process, as shown in Fig. 6–36. Both processes are internally
reversible, since both take place isothermally and both pass through exactly
the same equilibrium states. The first process shown is externally reversible
also, since heat transfer for this process takes place through an infinitesimal
temperature difference dT. The second process, however, is externally irreversible, since it involves heat transfer through a finite temperature difference T.

Kết quả (Việt) 1:

Càng chặt chẽ chúng tôi xác định một đảo ngược quá trình, các chi tiếtcông việc cung cấp bởi một công việc sản xuất thiết bị hoặc công việc ít hơn mà theo yêu cầu của mộtthiết bị làm việc tiêu thụ.Khái niệm về đảo ngược quá trình dẫn đến định nghĩa của hiệu quả secondlaw cho quá trình thực tế, đó là mức độ xấp xỉ đểCác đảo ngược quá trình tương ứng. Điều này cho phép chúng tôi để so sánh hiệu suất của các thiết bị khác nhau được thiết kế để làm nhiệm vụ tương tự trên cáccơ sở của hiệu quả của họ. Thì tốt hơn thiết kế, càng thấp irreversibilities và hiệu quả cao hơn pháp luật thứ hai.IrreversibilitiesCác yếu tố gây ra một quá trình được không thể đảo ngược danh xưng trong tiếng Pháp là irreversibilities.Họ bao gồm ma sát, tự do mở rộng, pha trộn của hai chất lỏng, nhiệtchuyển qua một sự khác biệt nhiệt độ hữu hạn, điện sức đề kháng, không dản rasự biến dạng của chất rắn, và phản ứng hóa học. Sự hiện diện của bất kỳ người trong số nàyhiệu ứng làm cho một quá trình không thể đảo ngược. Một đảo ngược quá trình liên quan đến không ai trong sốCác. Một số thường gặp irreversibilities được thảo luậnmột thời gian ngắn dưới đây.Frictionis một hình thức quen thuộc của irreversibility liên kết với cơ quanchuyển động. Khi hai vật thể tiếp xúc được buộc phải di chuyển tương đối so với mỗikhác (một động cơ piston trong một hình trụ, ví dụ, như minh hoạ trong hình 6-32), một ma sátlực lượng phản đối sự chuyển động phát triển tại giao diện của hai thiên thể này,và một số công việc cần thiết để vượt qua này lực ma sát. Năng lượng được cung cấp như công việc cuối cùng được chuyển thành nhiệt trong quá trình và được chuyển giao cho các cơ quan liên lạc, được minh chứng bằng sự gia tăng nhiệt độ tại cácgiao diện. Khi sự chỉ đạo của chuyển động đảo ngược, các cơ quankhôi phục lại vị trí ban đầu của họ, nhưng giao diện không mát và nhiệt làkhông chuyển đổi trở lại làm việc. Thay vào đó, nhiều hơn nữa các công việc được chuyển thành nhiệttrong khi vượt qua lực ma sát cũng phản đối chuyển động đảo ngược.Kể từ khi hệ thống (các cơ quan di chuyển) và các khu vực xung quanh không thểquay trở lại của kỳ ban đầu, quá trình này là không thể đảo ngược. Vì vậy, bất kỳquá trình có liên quan đến ma sát là không thể đảo ngược. Lớn hơn các lực lượng ma sáttham gia, các chi tiết không thể đảo ngược quá trình này.Ma sát không luôn luôn liên quan đến hai rắn cơ quan liên lạc. Nó cũng làbắt gặp giữa một chất lỏng và rắn và thậm chí giữa các lớp của mộtchất lỏng di chuyển ở vận tốc khác nhau. Một phần đáng kể của sức mạnhsản xuất bởi một chiếc xe động cơ được sử dụng để vượt qua ma sát (lực kéo)giữa không khí và bề mặt bên ngoài của xe, và nó cuối cùngtrở thành một phần của năng lượng nội bộ của không khí. Nó là không thể đảo ngượcChương 6 | 297NướcÁp lựcphân phốiNước uống nướcNước(a) quá trình chậm (đảo ngược) (b) nhanh quá trình (không thể đảo ngược)Mở rộng nén mở rộng nénHÌNH 6-31Đảo ngược quá trình cung cấp nhiều nhấtvà tiêu thụ ít nhất làm việc.Ma sátKHÍHÌNH 6-32Ma sát ám một quá trình không thể đảo ngược.quá trình này và phục hồi mất điện, ngay cả khi làm như vậy sẽ khôngvi phạm các nguyên tắc bảo tồn năng lượng.Một ví dụ khác của irreversibility là sự mở rộng tự do của mộtgasseparated từ một máy hút bởi một màng, như minh hoạ trong hình 6-33. KhiCác màng tế bào bị vỡ, khí điền vào các bồn chứa toàn bộ. Cách duy nhất đểkhôi phục Hệ thống để tình trạng ban đầu của nó là để nén nó để khối lượng ban đầu của nó,trong khi chuyển giao nhiệt từ khí cho đến khi nó đạt đến nhiệt độ ban đầu của nó.Cân nhắc bảo tồn năng lượng, nó có thể dễ dàng được chỉ ra rằngsố lượng nhiệt chuyển từ khí bằng số lượng việc làmGa bởi các môi trường xung quanh. Liên quan đến sự phục hồi của các môi trường xung quanhchuyển đổi này nhiệt hoàn toàn làm việc, mà sẽ vi phạm lần thứ haipháp luật. Vì vậy, tự do mở rộng của khí là một quá trình không thể đảo ngược.Một hình thức thứ ba của irreversibility quen thuộc với tất cả chúng ta là nhiệt transferthrough mộtsự khác biệt nhiệt độ hữu hạn. Xem xét một có thể lạnh soda còn lại trong một ấmPhòng (hình 6-34). Nhiệt được chuyển giao từ không khí phòng ấm hơn để cácmát soda. Cách duy nhất quá trình này có thể đảo ngược và sodakhôi phục lại ban đầu của nó nhiệt độ là để cung cấp điện lạnh, màyêu cầu một số đầu vào công việc. Vào cuối của quá trình ngược lại, soda sẽphục hồi để tình trạng ban đầu của nó, nhưng các môi trường xung quanh sẽ không. Nội bộnăng lượng của môi trường xung quanh các sẽ tăng lên bởi một số tiền tương đương trong độ lớnđể làm việc vào tủ lạnh. Sự phục hồi của các môi trường xung quanhtrạng thái ban đầu có thể được thực hiện chỉ bằng cách chuyển đổi năng lượng nội dư thừa nàyhoàn toàn để làm việc, đó là không thể làm mà không vi phạm lần thứ haipháp luật. Kể từ khi chỉ là hệ thống, không cả hai hệ thống và các khu vực xung quanh, có thểđược phục hồi để tình trạng ban đầu của nó, nhiệt chuyển giao thông qua một nhiệt độ hữu hạnsự khác biệt là một quá trình không thể đảo ngược.Trao đổi nhiệt có thể xảy ra chỉ khi có một sự khác biệt nhiệt độgiữa một hệ thống và môi trường xung quanh. Vì vậy, nó là thể chất không thể có một quá trình chuyển giao nhiệt thể đảo ngược. Nhưng một nhiệt chuyển quá trìnhtrở nên ít hơn và ít không thể đảo ngược như sự khác biệt nhiệt độ giữa cáchai cơ quan phương pháp tiếp cận 0. Sau đó chuyển giao nhiệt thông qua một dTcan sự khác biệt khác biệt giữa nhiệt độ được coi là đảo ngược. Như dTapproachesZero, quá trình có thể đảo ngược hướng (ít nhất là lý thuyết) mà không cầnyêu cầu bất kỳ lạnh. Thông báo rằng trao đổi đảo ngược nhiệt là một quá trình khái niệm và không thể được nhân đôi trong thế giới thực.Nhỏ hơn sự khác biệt nhiệt độ giữa hai cơ quan, các nhỏ hơntốc độ truyền nhiệt sẽ. Bất kỳ trao đổi nhiệt đáng kể thông qua một nhỏsự khác biệt nhiệt độ đòi hỏi một diện tích bề mặt rất lớn và rất dàithời gian. Vì vậy, ngay cả khi tiếp cận thuận nghịch nhiệt chuyển là mong muốn từ một quan điểm nhiệt, nó là không thực tế và không kinh tế khả thi.Trong nội bộ và bên ngoài đảo ngược quy trìnhMột quá trình điển hình bao gồm các tương tác giữa một hệ thống và môi trường xung quanh, và một đảo ngược quá trình liên quan đến irreversibilities không có liên kết vớihoặc là của họ.Một quá trình được gọi là đảo ngược trong nội bộ nếu không có irreversibilities xảy ratrong ranh giới của hệ thống trong quá trình. Trong một trong nội bộđảo ngược quá trình, một hệ thống tiền thông qua một loạt các kỳ cân bằng,298 | Nhiệt động lực học(a) một quá trình chuyển giao nhiệt không thể đảo ngược20° C20° C5° C5° C2° C(b) một quá trình chuyển giao không thể nhiệt20° CNhiệtNhiệtHÌNH 6-34(a) nhiệt chuyển thông qua mộtsự khác biệt nhiệt độ là không thể đảo ngược,và (b) quá trình ngược lại làkhông thể.(a) nhanh chóng nén(b) nhanh chóng mở rộng(c) Unrestrained mở rộng700 kPa 50 kPaHÌNH 6-33Nén không thể đảo ngược vàquá trình mở rộng.và khi quá trình được đảo ngược, Hệ thống đi qua chính xác cáccùng một tiểu bang cân bằng trong khi quay trở về trạng thái ban đầu của nó. Có nghĩa là, những con đườngvề phía trước và đảo ngược quá trình tương ứng cho một đảo ngược trong nội bộquá trình. Trình quasi-cân bằng là một ví dụ về một nội bộđảo ngược quá trình.Một quá trình được gọi là bên ngoài reversibleif irreversibilities không có xảy ra bên ngoài ranh giới của hệ thống trong quá trình. Nhiệt chuyển giao giữa mộtHồ chứa nước và một hệ thống là một quá trình bên ngoài đảo ngược nếu bề mặt ngoàiHệ thống là ở nhiệt độ của hồ chứa.Một quá trình được gọi là đảo ngược hoàn toàn, hoặc chỉ đơn giản là thuận nghịch, nếu nó liên quan đếnkhông có irreversibilities trong hệ thống hoặc môi trường xung quanh (hình 6-35). Ahoàn toàn thể đảo ngược quá trình bao gồm không có chuyển giao nhiệt thông qua một sự khác biệt nhiệt độ hữu hạn, không có thay đổi nonquasi cân bằng, và không có ma sát hoặc khácdissipative hiệu ứng.Ví dụ, xem xét việc chuyển giao nhiệt để hai hệ thống giống hệt nhau màđang trải qua một quá trình liên tục áp lực (do đó liên tục nhiệt) phasechange, như minh hoạ trong hình 6-36. Cả hai quá trình nội bộđảo ngược, kể từ khi cả hai diễn ra isothermally và cả hai vượt qua thông qua chính xácCác tiểu bang cùng một trạng thái cân bằng. Quá trình đầu tiên Hiển thị có thể đảo ngược bên ngoàiNgoài ra, kể từ khi nhiệt chuyển cho quá trình này diễn ra thông qua một khảonhiệt độ sự khác biệt vấp Trình thứ hai, Tuy nhiên, là không thể đảo ngược bên ngoài, vì nó liên quan đến việc chuyển giao nhiệt thông qua một sự khác biệt nhiệt độ hữu hạn T.

Kết quả (Việt) 2:

Các chặt chẽ hơn, chúng tôi gần đúng một quá trình thuận nghịch, càng có nhiều
công việc đến từ một thiết bị làm việc sản xuất hoặc làm việc ít hơn yêu cầu của một
thiết bị làm việc tốn.
Khái niệm về quá trình hồi phục dẫn đến định nghĩa về hiệu quả secondlaw cho quá trình thực tế, đó là mức độ xấp xỉ với
các quá trình hồi phục tương ứng. Điều này cho phép chúng ta so sánh hiệu suất của các thiết bị khác nhau được thiết kế để làm nhiệm vụ tương tự trên
cơ sở hiệu quả của họ. Các thiết kế tốt hơn, các irreversibilities thấp hơn và cao hơn hiệu quả thứ hai của pháp luật.
Irreversibilities
các yếu tố gây ra một quá trình không thể đảo ngược được gọi là irreversibilities.
Chúng bao gồm ma sát, mở rộng tự do, trộn của hai chất lỏng, nhiệt
chuyển giao qua một nhiệt độ hữu hạn sự khác biệt, điện trở, không đàn hồi
biến dạng của chất rắn, và các phản ứng hóa học. Sự hiện diện của bất kỳ của các
hiệu ứng làm cho một quá trình không thể đảo ngược. Một quá trình thuận nghịch liên quan đến việc không ai trong số
này. Một số irreversibilities thường xuyên gặp phải được thảo luận
ngắn gọn dưới đây.
Frictionis một hình ảnh quen thuộc của không đảo ngược kết hợp với các cơ quan trong
chuyển động. Khi hai cơ thể tiếp xúc được buộc phải di chuyển tương đối với nhau
khác (một piston trong xi lanh, ví dụ, như trong Hình 6-32.), Một ma sát
lực lượng đối kháng lại chuyển động phát triển tại giao diện của hai cơ quan này,
và một số công việc cần thiết để vượt qua lực ma sát này. Năng lượng cung cấp như công việc được cải theo nhiệt trong quá trình này và được chuyển giao cho các cơ quan xúc, bằng chứng là một sự gia tăng nhiệt độ tại
giao diện. Khi hướng chuyển động đảo ngược lại, các cơ quan được
khôi phục lại vị trí ban đầu của họ, nhưng giao diện không mát, và nhiệt độ là
không được chuyển đổi trở lại làm việc. Thay vào đó, nhiều tác phẩm được chuyển thành nhiệt
trong khi khắc phục các lực ma sát mà cũng phản đối việc chuyển động ngược lại.
Kể từ khi hệ thống (các vật thể chuyển động) và môi trường xung quanh không thể
quay trở lại trạng thái ban đầu của họ, quá trình này là không thể đảo ngược. Vì vậy, bất kỳ
quá trình có liên quan đến ma sát là không thể đảo ngược. Lớn hơn các lực lượng ma sát
tham gia, không thể đảo ngược quá trình này là hơn.
Ma sát không phải luôn luôn liên quan đến hai cơ quan vững chắc trong liên lạc. Nó cũng được
gặp giữa một chất lỏng và chất rắn và thậm chí giữa các lớp của một
chất lỏng chuyển động với vận tốc khác nhau. Một phần đáng kể của điện
được sản xuất bởi một động cơ xe được sử dụng để khắc phục ma sát (lực kéo)
giữa không khí và bề mặt bên ngoài của chiếc xe, và cuối cùng
trở thành một phần của năng lượng nội tại của không khí. Nó không thể đảo ngược
Chương 6 | 297
nước
áp
phân phối
nước Nước
Nước
(một) Slow (đảo ngược) quá trình (b) nhanh (không thể đảo ngược) quá trình
mở rộng Expansion nén Compression
Hình 6-31
trình hồi phục mang đến hầu hết
và tiêu thụ ít nhất công việc.
Friction
GAS
Hình 6-32
Friction ám một quá trình không thể đảo ngược.
quá trình này và khôi phục mà bị mất điện, mặc dù làm như vậy sẽ không
vi phạm các nguyên tắc bảo tồn năng lượng.
Một ví dụ khác của sự không đảo ngược là việc mở rộng tự do của một
gasseparated từ một chân không bởi một màng, như thể hiện trong hình. 6-33. Khi
màng bị vỡ, khí lấp đầy toàn bộ bể. Cách duy nhất để
khôi phục hệ thống về trạng thái ban đầu của nó là để nén nó vào khối lượng ban đầu của nó,
trong khi truyền nhiệt từ khí cho đến khi nó đạt đến nhiệt độ ban đầu của nó.
Từ việc bảo tồn các cân nhắc về năng lượng, nó có thể dễ dàng chỉ ra rằng
lượng nhiệt chuyển từ khí bằng số lượng công việc được thực hiện
vào khí đốt của môi trường xung quanh. Sự phục hồi của môi trường xung quanh liên quan đến việc
chuyển đổi của nhiệt này hoàn toàn để làm việc, trong đó sẽ vi phạm thứ hai
của pháp luật. Vì vậy, việc mở rộng tự do của một chất khí là một quá trình không thể đảo ngược.
Một hình thức thứ ba của irreversibility quen thuộc với tất cả chúng ta là nhiệt transferthrough một
sự khác biệt nhiệt độ hữu hạn. Hãy xem xét một lon soda lạnh còn lại trong một ấm
phòng (Fig. 6-34). Nhiệt được truyền từ không khí trong phòng ấm hơn với
nước ngọt mát. Cách duy nhất quá trình này có thể được đảo ngược và soda
khôi phục nhiệt độ ban đầu của nó là cung cấp điện lạnh, mà
đòi hỏi phải có một số đầu vào công việc. Vào cuối quá trình ngược lại, soda sẽ được
khôi phục lại trạng thái ban đầu của nó, nhưng môi trường xung quanh sẽ không được. Các nội
năng lượng của môi trường xung quanh sẽ tăng một lượng bằng độ lớn
đến công tác cung cấp cho tủ lạnh. Sự phục hồi của môi trường xung quanh
để tình trạng ban đầu chỉ có thể được thực hiện bằng cách chuyển đổi năng lượng nội dư thừa này
hoàn toàn để làm việc, mà là không thể làm mà không vi phạm thứ hai
của pháp luật. Vì chỉ có hệ thống, không phải cả hai hệ thống và môi trường xung quanh, có thể
được khôi phục lại tình trạng ban đầu của nó, truyền nhiệt thông qua nhiệt độ hữu hạn
khác biệt là một quá trình không thể đảo ngược.
Truyền nhiệt có thể chỉ xảy ra khi có sự chênh lệch nhiệt độ
giữa một hệ thống và môi trường xung quanh . Vì vậy, nó là thể chất không thể có một quá trình truyền nhiệt có thể đảo ngược. Nhưng một quá trình truyền nhiệt
trở nên ít hơn và ít không thể đảo ngược là sự khác biệt nhiệt độ giữa
hai cơ quan tiếp cận zero. Sau đó truyền nhiệt qua một sự khác biệt nhiệt độ khác biệt dTcan được coi là thuận nghịch. Như dTapproaches
số không, quá trình này có thể được đảo ngược theo hướng (ít nhất là về mặt lý thuyết) mà không
đòi hỏi bất kỳ lạnh. Chú ý rằng truyền nhiệt có thể đảo ngược là một quá trình nhận thức và không thể được nhân đôi trong thế giới thực.
Các nhỏ hơn chênh lệch nhiệt độ giữa hai cơ quan, nhỏ hơn
tốc độ truyền nhiệt sẽ được. Bất kỳ truyền nhiệt đáng kể thông qua một nhỏ
khác biệt nhiệt độ đòi hỏi một diện tích bề mặt rất lớn và rất dài
thời gian. Vì vậy, mặc dù tiếp cận truyền nhiệt có thể đảo ngược là mong muốn từ một điểm nhiệt động lực học của xem, nó là không thực tế và không khả thi về mặt kinh tế.
Bên trong và Bên ngoài quá trình hồi phục
Một quá trình điển hình liên quan đến tương tác giữa hệ thống và môi trường xung quanh của nó, và một quá trình thuận nghịch liên quan đến việc không có irreversibilities liên quan với
cả hai người.
Một quá trình được gọi là nội bộ đảo ngược nếu không irreversibilities xảy ra
trong ranh giới của hệ thống trong quá trình này. Trong một nội bộ
quá trình thuận nghịch, một hệ thống tiến hành thông qua một loạt các trạng thái cân bằng,
298 | Nhiệt động lực học
(a) không thể đảo ngược quá trình truyền nhiệt
20 ° C
20 ° C
5 ° C
5 ° C
2 ° C
(b) Một quá trình truyền nhiệt không thể
20 ° C
nhiệt
Heat
Hình 6-34
(a) truyền nhiệt thông qua một
sự khác biệt nhiệt độ là không thể đảo ngược,
và (b) quá trình ngược lại là
không thể.
(a) nén nhanh
(b) mở rộng nhanh
(c) mở rộng tự do
700 kPa 50 kPa
Hình 6-33
nén và không thể đảo ngược
mở rộng quy trình.
và khi quá trình được đảo ngược, hệ thống đi qua chính xác
trạng thái cân bằng tương tự khi trở về trạng thái ban đầu của nó. Đó là, các con đường
của phía trước và ngược quá trình trùng cho một nội bộ đảo ngược
quá trình. Quá trình bán cân bằng là một ví dụ về một nội bộ
quá trình thuận nghịch.
Một quá trình được gọi là bên ngoài reversibleif không irreversibilities xảy ra bên ngoài ranh giới hệ thống trong quá trình này. Truyền nhiệt giữa một
hồ chứa và hệ thống là một quá trình bên ngoài đảo ngược nếu các bề mặt bên ngoài
của hệ thống là ở nhiệt độ của hồ chứa.
Một quá trình được gọi là hoàn toàn có thể đảo ngược, hoặc chỉ đơn giản là có thể đảo ngược, nếu nó liên quan đến việc
không có irreversibilities trong hệ thống hoặc môi trường xung quanh (Hình. 6-35). Một
quá trình hoàn toàn đảo ngược liên quan đến việc không truyền nhiệt qua một sự khác biệt nhiệt độ hữu hạn, không có thay đổi nonquasi-trạng thái cân bằng, và không có ma sát hoặc các
hiệu ứng tiêu tán.
Như một ví dụ, hãy xem xét việc chuyển giao nhiệt để hai hệ thống giống hệt nhau mà
đang trải qua một hằng số áp lực (như vậy, nhiệt độ không đổi) trình phasechange, như thể hiện trong hình. 6-36. Cả hai quy trình là nội bộ
có thể đảo ngược, vì cả hai đều diễn ra isothermally và cả hai đi qua một cách chính xác
các trạng thái cân bằng như nhau. Quá trình đầu tiên được thể hiện là bên ngoài đảo ngược
cũng có, kể từ khi truyền nhiệt cho quá trình này diễn ra thông qua một vô cùng
khác biệt nhiệt độ dT. Quá trình thứ hai, tuy nhiên, là bên ngoài không thể đảo ngược, vì nó liên quan đến việc truyền nhiệt qua một sự khác biệt nhiệt độ hữu hạn T?.