Proces nieodwracalny

Proces nieodwracalny – proces termodynamiczny powodujący wzrost sumy entropii układu i otoczenia. Nazwa sugeruje, że proces odwrotny do danego procesu nieodwracalnego jest niemożliwy. W istocie, ze względu na statystyczny charakter zjawisk termodynamicznych, proces odwrotny jest możliwy, ale jego prawdopodobieństwo jest bliskie zeru.

W procesach nieodwracalnych przyrost entropii układu termodynamicznego nieizolowanego jest większy, niż spowodowany tylko dopływem ciepła z otoczenia, co odpowiada wyrażeniu:

${\displaystyle dS>{\frac {\delta Q}{T}},}$

gdzie:

${\displaystyle \delta Q}$ – elementarna ilość ciepła wprowadzonego do układu (różniczka niezupełna),

${\displaystyle T}$ – stała (temperatura bezwzględna).

Różnica

${\displaystyle d_{i}S=dS-{\frac {\delta Q}{T}}>0}$

spowodowana jest niedoskonałością procesu, w wyniku czego uwalniane zostaje dodatkowe wewnętrzne ciepło procesu powodujące dodatkowy wzrost entropii. W niektórych publikacjach wielkość ta nazywana jest „produkcją entropii”.

Zmiana entropii układu spowodowana dopływem ciepła spoza tego układu jest równa co do wielkości i przeciwna co do znaku zmianie entropii otoczenia. Uwzględniając dodatkową „produkcję entropii” w procesie nieodwracalnym, suma entropii układu i otoczenia wzrasta w wyniku zajścia takiego procesu.

${\displaystyle dS_{u}+dS_{ot}>0,}$

gdzie:

${\displaystyle dS_{u}}$ – przyrost entropii układu,

${\displaystyle dS_{ot}}$ – przyrost entropii otoczenia.

Przykładem takiego procesu jest np. swobodne rozprężanie gazu lub zmieszanie się dwóch cieczy.

Zobacz też

• proces odwracalny
• proces samorzutny

Bibliografia

• F. Reif: Fizyka statystyczna. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1973.brak strony w książce