Hur kan man visa att dessa karaktäriseringar av reversibilitet är ekvivalenta?
Hej!
Jag sitter med grundläggande termodynamik och försöker förstå de grundläggande begreppen. Särskilt stora problem har jag med begreppet reversibel. Jag har sett en del olika definitioner av begreppet, men den klart vanligaste har varit något i stil med:
Definition
En process som orsakar en transformation säges vara reversibel om och endast om det existerar en process som orsakar transformationen , där betecknar omgivningens termodynamiska tillstånd och systemets.
Under våra föreläsningar har vi karaktäriserat begreppet som en process där
- Systemet är i termodynamisk jämvikt under hela processen
- Tillståndsförändringen är friktionsfri
- Förloppet är kvasistatiskt
Men jag finner det verkligen inte trivialt hur dessa karaktäriseringar är logiskt ekvivalenta. Faktum är att jag har svårt att begripa hur karaktäriseringen sammanfattad i de tre punkterna ens skulle fungera. Jag vet att man brukar säga att en reversibel process inte är möjlig i verkligheten men karaktäriseringen ovan verkar inte ens möjlig i teorin. Om systemet är i jämvikt under hela processen så händer väl ingenting?
OBS! Dessa karakteriseringar tillåter energiomvandling. Om man komprimerar en gas långsamt med mekanisk energi (under konstant tryck) får man ut värmeenergi ur systemet. Och omvänt, om man tillför värmeenergi får man tillbaka den mekaniska energin. (exempel på reversibel process)
Macilaci skrev:OBS! Dessa karakteriseringar tillåter energiomvandling. Om man komprimerar en gas långsamt med mekanisk energi (under konstant tryck) får man ut värmeenergi ur systemet. Och omvänt, om man tillför värmeenergi får man tillbaka den mekaniska energin. (exempel på reversibel process)
Tack för svar!
Jag hänger inte riktigt med. Varför skulle en process som inte är, säg kvasistatisk, inte tillåta energiomvandling? Energi hade ju omvandlats men på ett anant sätt, bara. Går det att visa logisk ekvivalens mellan då två definitionerna på något sätt?
Jag läste också Clausius ursprungliga definition (något i stil med):
En process är reversibel om och endast om en infinitesimal förändring i någon termodynamisk variabel kan reversera transformationens riktning
Jag gillar den här defintionen för nu blir det tydligt varför vi kräver ett (approximativt) kvasistatiskt förlopp. Däremot hänger jag inte med på varför vi kräver att det inte får finnas dissipativa interaktioner (eller varför Clausius definition är ekvivalent med att både system och omgivning kan återställas...).