
【机】 irrevrsible cycle
不可逆循环(Irreversible Cycle)指系统经历一系列变化后无法完全恢复初始状态,且对外界环境造成永久性改变的热力学过程。该概念在热力学、化学工程及能源科学领域具有核心意义。以下为多维度解析:
术语定义与学科背景
汉英对照中,"不可逆"对应"irreversible",强调过程方向性;"循环"即"cycle",指周期性变化。经典热力学教材《Thermodynamics: An Engineering Approach》指出,实际自然过程均存在不可逆性,如摩擦、热传导等耗散效应导致系统熵增(ΔS > 0)。
关键特征
工程实例
内燃机奥托循环(Otto Cycle)因燃烧不可逆性,实际热效率低于理论卡诺循环。据《国际能源学报》实验数据,汽油发动机最大热效率仅35%-40%,远低于理想值。
与可逆循环的本质区别
特征 | 不可逆循环 | 可逆循环 |
---|---|---|
能量损失 | 存在耗散 | 理论零耗散 |
恢复性 | 环境永久改变 | 完全恢复原状 |
实际应用 | 所有真实系统 | 理想模型 |
此解析综合参考剑桥大学工程系公开课资料及美国物理学会术语数据库。
不可逆循环是热力学中描述系统经历一系列变化后无法完全恢复初始状态且对外界产生永久影响的循环过程。以下是其核心要点:
定义与组成
不可逆循环指热力循环中包含至少一个不可逆过程(如摩擦、非平衡传热等)。例如高温物体向低温物体传热后,热量无法自发逆向传递。
核心特点
与可逆循环的对比
可逆循环是理想化模型(如卡诺循环),所有过程可逆且无能量耗散,系统与外界完全复原;而不可逆循环是实际工程中的常态,如内燃机工作时存在热量散失和摩擦。
实际意义
所有真实热机(蒸汽机、汽车发动机等)均属于不可逆循环,其效率因不可逆因素始终低于理论最大值。
不可逆循环的本质是能量转换伴随不可逆损失,导致系统和外界无法完全复原。这一概念解释了为何实际热机效率受限,并体现了热力学第二定律的方向性约束。
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