Необратимый характер термодинамических процессов

В предыдущих статьях («Первый закон термодинамики», «Энтропия и второй закон термодинамики») говорилось о качественном отличии процессов движения тепла от механических движений: процессы теплопередачи всегда протекают в одном направлении - от горячего тела к холодному. Такое однонаправленное движение называют необратимым движением. Необратимость процессов означает, что процессы, обратные во времени, в природе не наблюдаются. Многие механические процессы имеют обратимый характер. Если вы заснимете на кинопленку движение электрички или колебания маятника, а затем прокрутите пленку в обратном направлении, то увидите вполне нормальное движение.

Правда, и для механических процессов обратимость не совсем полная. Если колебания маятника снимать в течение длительного времени, то при обратном движении кинопленки можно заметить, что амплитуда колебаний непрерывно возрастает, чего в природе не наблюдается. А если прокрутить в обратном направлении процесс спуска горнолыжника, то вы сразу же увидите нереальный процесс.

Вспомнив курс физики, вы легко поймете, что в необратимых механических процессах механическая энергия не сохраняется и переходит в тепло. Можно сделать вывод (и это можно строго доказать), что все механические необратимые процессы связаны с преобразованием механической энергии в тепло. Другой пример необратимого процесса - расширение газа в пустоту. Открыв баллон со сжатым газом, вы выпустите газ наружу. Обратный процесс, при котором газ, самопроизвольно сжимаясь, заполняет баллон, в природе не наблюдается.

Многие процессы в природе, в частности термодинамические, носят необратимый характер, т. е. обратных процессов в природе не наблюдается.

Читать далее