Номер 1, страница 287 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 87. Второй закон термодинамики. Глава 13. Основы термодинамики - номер 1, страница 287.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Необратимыми процессами называют термодинамические процессы, которые могут самопроизвольно протекать только в одном определенном направлении. После того как такой процесс завершился, невозможно вернуть систему и окружающую среду в их исходные состояния одновременно без внесения других изменений во вселенную. Простыми словами, это односторонний процесс.

В отличие от необратимых, обратимые процессы являются идеализированной моделью. Обратимый процесс можно провести в обратном направлении через те же промежуточные состояния, вернув и систему, и окружающую среду в первоначальное положение. Однако все реальные макроскопические процессы в природе являются необратимыми.

Главной характеристикой необратимости является производство энтропии. Согласно второму началу термодинамики, полная энтропия изолированной системы при любом процессе может либо возрастать (для необратимых процессов), либо оставаться постоянной (для идеализированных обратимых процессов). Для любого необратимого процесса изменение энтропии Вселенной (система + окружающая среда) всегда больше нуля: $ \Delta S_{вселенной} > 0 $.

Наиболее типичные необратимые процессы:

Теплообмен при конечной разности температур: передача теплоты всегда происходит от более горячего тела к более холодному. Обратный самопроизвольный процесс невозможен.

Диффузия: самопроизвольное перемешивание различных веществ (например, газов или жидкостей) до образования однородной смеси. Обратный процесс самопроизвольного разделения смеси на чистые компоненты не происходит.

Трение: переход механической энергии в теплоту в результате трения. Например, когда скользящий по поверхности предмет останавливается, его кинетическая энергия рассеивается в виде тепла. Превратить это тепло обратно в кинетическую энергию предмета самопроизвольно нельзя.

Расширение газа в пустоту (вакуум): газ самопроизвольно занимает весь предоставленный ему объем. Спонтанное сжатие газа обратно в меньший объем без внешнего воздействия не происходит.

Химические реакции: многие реакции, такие как горение, окисление (ржавление) или взрыв, протекают необратимо в данных условиях.

Неупругая деформация: пластическая деформация твердых тел, при которой механическая работа превращается во внутреннюю энергию (теплоту), и тело не возвращается в исходную форму.

Ответ: Необратимыми процессами называют процессы, которые могут самопроизвольно протекать только в одном направлении и не могут быть обращены без внесения остаточных изменений в окружающую среду. Их ключевая особенность — увеличение общей энтропии. Наиболее типичные примеры необратимых процессов: теплообмен между телами с разной температурой, диффузия, трение, расширение газа в вакуум и многие химические реакции (например, горение).