ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ЗУР и происхождение необратимости и потерянной работы из "Термодинамика равновесных процессов " В соответствии с формулировкой ЗУР в разд. 2.11 отнюдь не исключается возможность того, что данное исходное допустимое состояние связанной системы само является устойчивым состоянием. В этом случае система уже находится в единственном устойчивом состоянии, достижимом ею в условиях изоляции от внешней среды при неизменности каждой из наложенных на систему связей. Более того, в этих условиях система не может отклоняться от данного состояния. В то же время, если начальное допустимое состояние является неравновесным, для установления в системе единственного состояния устойчивого равновесия, при условии изоляции от внешней среды и неизменности каждой из наложенных на систему связей, потребуется некоторое время. Допустим, что при переходе к устойчивому состоянию некоторое внутреннее пассивное сопротивление задержало систему в метастабильном состоянии. В этом случае изолированность системы должна быть временно нарушена, чтобы дать возможность применить нужное каталитическое воздействие для устранения метастабильности. Ясно, что нарушение изолированности связано с необходимостью достижения конечного устойчивого состояния в течение приемлемого периода времени. [c.45] Выше уже отмечалось, что в соответствии с ЗУР до тех пор, пока связанная система в устойчивом состоянии остается изолированной, она неспособна отклониться от указанного состояния. Таким образом, переход изолированной системы из данного неравновесного или метастабильного состояния в конечное устойчивое состояние является односторонним, или необратимым, процессом. Более того, можно показать, что происхождение этой необратимости связано с тем обстоятельством, что начальные условия не соответствуют состоянию устойчивого равновесия, поскольку в противном случае не возникла бы потребность в переходном процессе. Примером такого необратимого процесса может служить установ-. ление устойчивого состояния в жидкости, приведенной в движение мешалкой и изолированной в некоторый момент времени от внешних воздействий. [c.45] уже на данной начальной стадии курса мы получили представление об одном из наиболее важных выводов термодинамики, согласно которому источником необратимости в системе является ее отклонение от равновесия. Термины обратимый и необратимый в термодинамике имеют специальное содержание, и невоз можно переоценить ту роль, которую играет для инженера изучение таких процессов, поскольку, как будет показано в гл. 10, необратимость всегда приводит к потере возможностей соверигения работы или к большему потреблению работы, нежели это требуется в идеальном случае. К сожалению, обратимые процессы существуют лишь в Термотопии , этой воображаемой и идиллической стране, в которой нет таких потерянных возможностей. [c.45] В разд. 2.13 уже отмечалось, что квазистатический процесс плавно проходящий через непрерывную последовательность квазн-статических устойчивых состояний, является идеальным процессом, для завершения которого потребовалось бы бесконечное время. Теперь ясно, что этот процесс обратим, поскольку ни в какой момент времени конечного отклонения от устойчивого равновесия нет. Следовательно, обратимый процесс не приводит к потере возможностей совершения работы или к избыточному потреблению работы по сравнению с идеальным случаем. Однако во всех естественных процессах неизбежно имеется отклонение от равновесия, сколь бы малым оно ни было, поскольку такие процессы должны протекать за конечные времена. Таким образом, мы приходим еще к одному чрезвычайно важному выводу о том, что все естественные процессы являются в какой-то мере необратимыми и сопровождаются либо потерей работы, либо избыточным ее потреблением. [c.46] Из проведенного выше обсуждения можно заключить, что чем дальше от равновесия протекает процесс, тем более вероятна его неэффективность с точки зрения совершения или потребления работы. Следовательно, возникает потребность в некоторой мере необратимости. Такую возможность мы получим после того, как в гл. 12 будет дано определение несколько абстрактной термодинамической характеристики, называемой энтропией системы. [c.46] Вернуться к основной статье