
【機】 irrevrsible cycle
不可逆循環(Irreversible Cycle)指系統經曆一系列變化後無法完全恢複初始狀态,且對外界環境造成永久性改變的熱力學過程。該概念在熱力學、化學工程及能源科學領域具有核心意義。以下為多維度解析:
術語定義與學科背景
漢英對照中,"不可逆"對應"irreversible",強調過程方向性;"循環"即"cycle",指周期性變化。經典熱力學教材《Thermodynamics: An Engineering Approach》指出,實際自然過程均存在不可逆性,如摩擦、熱傳導等耗散效應導緻系統熵增(ΔS > 0)。
關鍵特征
工程實例
内燃機奧托循環(Otto Cycle)因燃燒不可逆性,實際熱效率低于理論卡諾循環。據《國際能源學報》實驗數據,汽油發動機最大熱效率僅35%-40%,遠低于理想值。
與可逆循環的本質區别
特征 | 不可逆循環 | 可逆循環 |
---|---|---|
能量損失 | 存在耗散 | 理論零耗散 |
恢複性 | 環境永久改變 | 完全恢複原狀 |
實際應用 | 所有真實系統 | 理想模型 |
此解析綜合參考劍橋大學工程系公開課資料及美國物理學會術語數據庫。
不可逆循環是熱力學中描述系統經曆一系列變化後無法完全恢複初始狀态且對外界産生永久影響的循環過程。以下是其核心要點:
定義與組成
不可逆循環指熱力循環中包含至少一個不可逆過程(如摩擦、非平衡傳熱等)。例如高溫物體向低溫物體傳熱後,熱量無法自發逆向傳遞。
核心特點
與可逆循環的對比
可逆循環是理想化模型(如卡諾循環),所有過程可逆且無能量耗散,系統與外界完全複原;而不可逆循環是實際工程中的常态,如内燃機工作時存在熱量散失和摩擦。
實際意義
所有真實熱機(蒸汽機、汽車發動機等)均屬于不可逆循環,其效率因不可逆因素始終低于理論最大值。
不可逆循環的本質是能量轉換伴隨不可逆損失,導緻系統和外界無法完全複原。這一概念解釋了為何實際熱機效率受限,并體現了熱力學第二定律的方向性約束。
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