ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Равновесные и необратимые процессы из "Правило фаз Издание 2" Таким образом, во всякой реальной системе никогда нельзя использовать до конца всю возможную работу действующей силы. Действующая сила должна быть обязательно больше силы преодолеваемой, если мы хотим, чтобы процесс шел с конечной скоростью. И чем эта разность больше, тем быстрее идет процесс. И именно ради скорости процесса даже в самой совершенной с технической точки зрения машине оставляют неиспользованной иногда очень значительную долю работоспособности действующей силы. [c.21] Однако в термодинамических исследованиях очень важно знать именно максимальную работу изучаемых превращений. Для этого делается невозможное с физической точки зрения предположение, что, например, в нашем случае поршень перемещается слева направо и при условии р = рг. Если бы это было правильно, то, вычисляя совершаемую работу, мы имели бы право написать для получаемой работы = р]Ао, где А — максимальная работа. [c.21] Однако для упрощения формул индекс т обычно в этих уравнениях не пишется как само собой разумеющийся. [c.21] Следует обратить внимание на то, что при изотермическом и адиабатическом расширении давление работающего газа непрерывно уменьшается и для получения максимальной работы падающему давлению р[ надо противопоставить равное ему и тоже непрерывно изменяющееся давление рг. [c.21] Хотя величина максимальной работы никогда не может быть получена на практике, однако знать ее необходимо, так как она является мерилом использованных возможностей при получении работы во время реальных процессов. [c.21] Все реальные процессы, идущие самопроизвольно с конечной скоростью, необратимы, так как действующая сила в таких процессах всегда больше преодолеваемой. [c.22] Необходимо подчеркнуть, что рассмотренный выше воображаемый процесс, идущий при р = рг (рис. 3), представляет собой непрерывный ряд равновесий. Такие процессы называются равновесными процессами. Это определение очень удачное, так как уже заключает в себе допущенное противоречие, т. е. совмещение процесса и равновесия, которые взаимно исключают друг друга. [c.22] Равновесный процесс может с одинаковой вероятностью или, вернее, с одинаковой невероятностью идти как в прямом, так и в обратном направлении. В последнем случае бывшее действующее давление оказывается преодолеваемым, а бывшее преодолеваемое — действующим. Это свойство равновесного процесса называется его обратимостью. Обратимым процессом называется процесс, допускающий возможность возвращения системы в первоначальное состояние без каких-либо изменений во внешней среде и в самой системе. Направление всякого равновесного процесса можно выбирать совершенно произвольно. Все зависит от того, какой вопрос решается. [c.22] например, если газ заперт в цилиндре с поршнем, и давление газа уравновешено внешним давлением, то мы имеем возможность рассматривать как равновесное расширение газа, так и его равновесное сжатие. В первом случае объем газа увеличивается, и газ сам совершает работу против внешнего давления. Эта работа считается положительной. Если же газ сжимается, то уменьшение его объема происходит за счет действия внешнего давления. Работа, совершаемая над газом, считается отрицательной. Уравнения (206) отражают эти зависимости. Рассмотрим изотермическое расширение. Ему отвечает соотношение V2 при котором Л 0. При изотермическом сжатии V2 Vl и А 0. Те же знаки работы получаются и при изобарическом и адиабатическом сжатии и расширении. [c.22] В реальных необратимых процессах возможны два случая. Первый, это когда действующей силе противопоставляется сила несколько меньшая. При этом процесс идет с конечной скоростью и совершается некоторая работа. Во втором случае действующей силе ничего не противопоставляется, и работа процесса равна нулю например, когда газ расширяется в пустоту, или когда химическая реакция протекает не в элементе, и электроны, переходящие от одних атомов к другим, не должны преодолевать никакой противоположно направленной электродвижущей силы. [c.23] Вернуться к основной статье