Фізика і астрономія: Оборотні та необоротні процеси.

Уявіть: ви внесли в будинок грудочку снігу, поклали її на стіл і, природно, через деякий час замість снігу виявили калюжку води. І раптом на ваших очах у воді з’являється крижинка, яка поступово збільшується, — і невдовзі замість калюжки ви бачите гірку пухнастого снігу. «Це неможливо!», — скажете ви і матимете рацію, адже знаєте, що в теплій кімнаті сніг завжди перетворюється на воду, але вода ніколи самочинно не перетвориться на сніг. Інший приклад. Піднімаючись на гору, ви наступаєте на камінь, він зривається, котиться схилом і, прокотившись певну відстань, зупиняється. При цьому механічна енергія каменя перетворюється на внутрішню енергію самого каменя, схилу та оточуючого повітря. Із точки зору закону збереження енергії можливий і зворотний процес, коли камінь котитиметься вгору за рахунок накопиченої в ньому та довкіллі внутрішньої енергії. Однак на практиці такий процес не спостерігається. Ці два приклади та безліч інших подібних переконують: у природі всі макроскопічні процеси мають певний напрямок і в зворотному напрямку вони самочинно відбуватися не можуть.

Сьогодні ми поговоримо про

"Оборотні та необоротні процеси. "

Пригадуємо!

Внаслідок зміни внутрішньої енергії тіла (теплопередачі або виконання роботи) ми спостерігаємо процеси, що супроводжуються зміною його термодинамічних параметрів.

Ми знаємо, що в природі теплова енергія завжди передається від тіла з більшою температурою до тіла з меншою температурою. Тобто, усі тіла прагнуть до встановлення термодинамічної рівноваги їх систем.

Міркуємо!

В термодинаміці процеси відбуваються в ізольованих системах. Тому розрізняють два випадки:

1) процес, який проходить у прямому і зворотному напрямку (від А→В→A), не створюючи змін у навколишньому середовищі називають оборотним;

цей процес має бути рівноважним!!!

2) необоротний процес – це такий процес, який проходить у прямому і зворотному напрямку, створюючи зміни у навколишньому середовищі.

А → В – прямий процес;

В → А – зворотний процес.

Історична довідка

1850 р. німецький фізик Рудольф Клаузіус сформулював другий закон термодинаміки для рівноважних процесів на основі дослідних фактів. Закон підтверджує необоротність теплових процесів у природі.

Також вчений увів поняття ентропії (1854)

Ентропія - фізична величина, яка використовується для опису термодинамічної системи, є одною з основних термодинамічних величин.

Ентропія, S – кількісна характеристика невпорядкованості системи; що більшої є хаотичність системи, то більше значення S.

Ілюстрація самочинного нерівноважного процесу в ізольованій системі. Після зняття перегородки газ розповсюджується у всьому об'ємі, переходить із впорядкованого стану (всі частинки ліворуч) до безладу (всі частинки будь-де). При такому процесі ентропія зростає. Більше про ентропію дізнайтеся в матеріалах електронної енциклопедії Вікіпедія.