Irreversibler Prozess
In der Thermodynamik wird ein irreversibler Prozess als ein Prozess definiert, der nicht rückgängig gemacht werden kann, und der sowohl das System als auch die Umgebung nicht in ihre ursprünglichen Zustände zurückversetzen kann.
Während des irreversiblen Prozesses nimmt die Entropie des Systems zu . Es gibt viele Faktoren, die einen Prozess irreversibel machen:
- Vorhandensein von Reibung und Wärmeverlusten. In realen thermodynamischen Systemen oder in realen Wärmeprozessen können mechanische Reibung oder Wärmeverluste nicht ausgeschlossen werden.
- Endliche Temperaturdifferenz. Prozesse werden nicht unendlich langsam ausgeführt. Zum Beispiel könnte das Gas turbulent sein. Daher müssen Wärmekraftmaschinen aufgrund der inhärenten Irreversibilität des von ihnen verwendeten Wärmekraftmaschinenkreislaufs niedrigere Wirkungsgrade aufweisen als Grenzen ihres Wirkungsgrades .
- Mischen von zwei verschiedenen Substanzen
Diese Faktoren sind in realen, irreversiblen Prozessen vorhanden und verhindern, dass diese Prozesse reversibel sind.
Irreversibilität natürlicher Prozesse
Nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik gilt :
Die Entropie eines isolierten Systems nimmt nie ab. In einem natürlichen thermodynamischen Prozess nimmt die Summe der Entropien der wechselwirkenden thermodynamischen Systeme zu.
Dieses Gesetz gibt die Unumkehrbarkeit der natürlichen Prozesse . Reversible Prozesse sind eine nützliche und bequeme theoretische Fiktion, kommen aber in der Natur nicht vor. Aus diesem Gesetz folgt, dass es unmöglich ist, eine Vorrichtung zu konstruieren, die in einem Zyklus arbeitet und deren einzige Wirkung die Übertragung von Wärme von einem kühleren Körper zu einem heißeren Körper ist. Perpetuum-Motion-Maschinen der zweiten Art sind daher unmöglich.
Isentropischer vs. adiabatischer Prozess
Ein isentropischer Prozess ist ein thermodynamischer Prozess, bei dem die Entropie des Fluids oder Gases konstant bleibt . Dies bedeutet, dass der isentrope Prozess ein Sonderfall eines adiabatischen Prozesses ist, bei dem keine Wärme- oder Materieübertragung stattfindet. Es ist ein reversibler adiabatischer Prozess . Ein isentropischer Prozess kann auch als konstanter Entropieprozess bezeichnet werden. In der Technik ist ein solcher idealisierter Prozess sehr nützlich für den Vergleich mit realen Prozessen.
Eine Möglichkeit, reale Prozesse an einen reversiblen Prozess heranzuführen, besteht darin, den Prozess in einer Reihe kleiner oder infinitesimaler Schritte oder unendlich langsam auszuführen , so dass der Prozess als eine Reihe von Gleichgewichtszuständen betrachtet werden kann. Beispielsweise kann die Wärmeübertragung als reversibel angesehen werden, wenn sie aufgrund eines kleinen Temperaturunterschieds auftrittzwischen dem System und seiner Umgebung. Reale Prozesse werden jedoch nicht unendlich langsam ausgeführt. Reversible Prozesse sind eine nützliche und bequeme theoretische Fiktion, kommen aber in der Natur nicht vor. Zum Beispiel könnte es Turbulenzen im Gas geben. Daher müssen Wärmekraftmaschinen aufgrund der inhärenten Irreversibilität des von ihnen verwendeten Wärmekraftmaschinenzyklus niedrigere Wirkungsgrade als Grenzwerte für ihren Wirkungsgrad aufweisen.
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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.
