Номер 3, страница 41 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

3. В чём заключается необратимость тепловых процессов?

3. Необратимость тепловых процессов — это фундаментальное свойство, описываемое вторым началом термодинамики. Оно заключается в том, что все реальные процессы в природе, связанные с передачей или преобразованием теплоты, являются однонаправленными, то есть могут самопроизвольно протекать только в одном направлении.

Основным проявлением необратимости является направленность теплообмена. Теплота всегда самопроизвольно передаётся от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой, пока их температуры не выровняются. Обратный процесс — самопроизвольный переход тепла от холодного тела к горячему — никогда не происходит. Чтобы заставить тепло двигаться в обратном направлении (от холодного к горячему), необходимо затратить внешнюю работу, как это происходит, например, в холодильниках или кондиционерах.

С точки зрения молекулярной физики, необратимость связана со стремлением системы перейти из менее вероятного (более упорядоченного) состояния в более вероятное (менее упорядоченное, хаотичное). Мерой этого хаоса является физическая величина, называемая энтропией ($S$). Согласно второму началу термодинамики, в любой замкнутой (изолированной) системе энтропия не может уменьшаться. Все самопроизвольные процессы в таких системах ведут к увеличению энтропии ($ΔS > 0$).

Примеры необратимых процессов:

• Остывание горячего предмета в прохладной комнате.
• Диффузия (смешивание газов или жидкостей).
• Превращение механической работы в теплоту из-за трения.

Эти процессы не могут самопроизвольно пойти в обратную сторону, чтобы вернуть систему в исходное состояние. Например, невозможно, чтобы остывший чайник самопроизвольно нагрелся за счет тепла комнатной температуры, или чтобы смешавшиеся газы разделились обратно на компоненты без внешнего вмешательства.

Ответ: Необратимость тепловых процессов заключается в том, что они могут самопроизвольно протекать только в одном определённом направлении (например, теплота всегда передаётся от горячего тела к холодному) и не могут самопроизвольно пойти в обратном направлении. Это является следствием второго начала термодинамики, утверждающего, что в изолированных системах энтропия (мера хаоса) всегда возрастает или остаётся постоянной, но никогда не уменьшается.