大学物理：可逆与不可逆过程对比

若系统由状态1出发经过某一过程到达状态2，系统再由状态2返回状态1时，原过程对外界产生的一切影响也同时消除，则由状态1到状态2的过程称为可逆过程，否则就是不可逆过程。

例如，一个理想气体系统由状态1（p1，V1，T）出发，按准静态等温膨胀过程到达状态2（p2，V2，T），如图9—7中1→2的曲线所示。假如在此过程中，不存在诸如摩擦力、黏性力等引起耗散效应的因素，那么过程1→2就是可逆过程。在此过程中，系统从外界吸收的热量QT全部用于对外界做功A，它们数值相等，则为

图9—7　准静态等温膨胀过程

若系统由状态2返回状态1，经历了与过程1→2相同的中间状态，即过程2→1，那么过程2→1一定是准静态等温压缩过程。在过程2→1中，外界对系统做功A'，全部转变为系统向外界释放的热量Q'T，数值为

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所以

Q'T=QT，A'=A

这表示，当系统由状态2返回状态1时，在原过程1→2中，系统从外界吸收的热量，又释放给了外界，系统对外界所做的功，外界又以等量的功归还给系统。系统和外界都恢复了原状，因此，过程1→2是可逆过程。

应该指出，可逆过程只要求在系统返回到初态时，原过程对外界产生的一切影响也同时消除，但并不要求必须沿原过程的相同路径反向返回。

由上面的讨论可见，可逆过程必须是准静态过程，而且必须是无耗散效应的过程。

准静态过程是一种进行无限缓慢的过程，以致过程所经历的每一个中间状态都接近于平衡态。可见，严格的准静态过程是不存在的，它只是一种理想状况。另外，无耗散效应的过程实际上也是不存在的。例如，当活塞移动时，必须克服汽缸壁对活塞的摩擦力而做功，这部分功将以热能的形式散发到周围的空气中。所以，无耗散效应的过程也只是一种理想状况。由此得到，严格的可逆过程实际上是不存在的。自然界中发生的一切与热现象有关的过程都是不可逆过程，热力学第二定律正是这种不可逆性的反映。