
可逆过程(Reversible Process)是热力学中的核心概念,指系统在状态变化过程中能通过无限缓慢的调整,使系统与环境完全恢复到初始状态而不留下任何痕迹的假想过程。该术语在《英汉综合物理学词汇》中对应"reversible process",强调路径的平衡特性与能量转换的理想化条件。
从热力学角度分析,可逆过程需满足三个关键条件:
英国物理学家开尔文勋爵在《自然哲学的数学原理》中首次系统论述该概念,指出真实过程均存在不可逆性,而可逆过程是研究热机效率的理论基准。美国国家标准技术研究所(NIST)的热力学手册明确将其定义为"无限小温差驱动的热力循环"。
实际工程应用中,可逆过程虽无法实现,但为卡诺循环、熵变计算等理论模型提供基础框架。例如在理想气体等温膨胀过程中,系统通过无限缓慢的活塞运动实现最大功输出,这一模型被收录于《物理学基础》教材第七章。
可逆过程是热力学中的一个核心概念,指系统经历某一过程后,若能够通过逆向操作使系统和外界完全恢复到初始状态,且不留下任何痕迹的过程。其本质是一种理想化的假设,现实中不存在,但对理论分析具有重要意义。
准静态性
过程必须无限缓慢,每一步都处于平衡态。例如,理想气体被无限缓慢地压缩或膨胀时,压强、温度等参数始终与外界保持平衡。
无耗散效应
过程中不存在摩擦、黏滞、电阻等能量耗散现象。例如,若气缸与活塞之间无摩擦,且气体变化时无热传导损失,则接近可逆过程。
双向可逆性
正逆过程叠加后,系统和环境的净变化为零。例如,理想气体等温可逆膨胀时吸收的热量,在压缩时会完全释放回环境。
例如,在理想气体的可逆等温膨胀中,系统对环境做的功最大,而实际快速膨胀时因湍流等耗散因素,做功量会减少。这种理想化模型为工程热力学分析提供了重要工具。
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