可逆過程と不可逆過程の違い

はじめに

熱力学では、プロセスは可逆プロセスと不可逆プロセスの XNUMX つの主なカテゴリに分類できます。どちらもシステムの特性の変化を伴いますが、これらの変化が起こる方法は大きく異なります。

可逆プロセスは、周囲の環境に非可逆的な変化を引き起こすことなく完全に元に戻すことができるプロセスとして定義されます。これは、可逆プロセスを逆にすると、正確に復元されることを意味します。元の状態システムの環境.

可逆プロセスの例は、自由膨張としても知られる断熱膨張です。この膨張では、ガスが周囲に熱を伝達することなくピストンに対して膨張します。ガスがピストン内で再び圧縮されると、プロセスは完全に可逆になり、ガスは戻ります。元の状態に.

不可逆的なプロセスとは、完全に元に戻すことができないプロセスです。これは、システムまたはその周囲の環境に影響を与える、不可逆的な変化が発生することを意味します。不可逆的なプロセスでは、システムと環境の元の状態を回復する能力が失われます。

不可逆プロセスの例としては、内燃エンジンでの化石燃料の燃焼が挙げられます。でこのプロセス、車両を動かすために燃料が燃焼し、機械的仕事が発生しますが、排気ガスも放出され、熱も発生します。排気ガスを再結合して元の燃料を得ることができないため、このプロセスを元に戻すことはできません。

Característica	可逆プロセス	不可逆的なプロセス
完全逆転も可能	非可逆的な変化を起こさずに完全に元に戻すことができます。環境.	完全に元に戻すことはできず、不可逆的な変化が生じます。
エネルギーの使用	プロセスのバランスを保つために必要なエネルギーは最小限です。	不可逆的にするにはかなりのエネルギーが必要です。
効率	100%の効率でプロセスを達成することが可能です。	エネルギー損失のため、効率は常に 100% 未満になります。

要約すると、可逆プロセスと不可逆プロセスの違いは、周囲の環境に非可逆的な変化を引き起こすことなく完全に元に戻すことができるかどうかにあります。可逆プロセスでは、エネルギーが失われることなく、100% の効率を達成できます。不可逆プロセスでは常にエネルギーが失われ、効率は 100% 未満になります。