Quá Trình Thuận Nghịch Và Quá Trình Không Thuận Nghịch

- (3) thờng gọi là hàm sóng.

1 quá trình thuận nghịch và quá trình không thuận nghịch

1.1. Những hạn chế của nguyên lý thứ nhất

Để thấy đợc những hạn chế của nguyên lý này, ta xét hệ cô lập về phơng diện nhiệt (Q = 0) gồm hai vật tơng tác với nhau nhng không tơng tác với môi tr- ờng ngoài. Hệ không trao đổi nhiệt với môi trờng ngoài nhng hai vật của hệ lại không cách nhiệt với nhau. Nguyên lý thứ nhất trong trờng hợp này đợc viết: Q = Q1 + Q2 = 0 ⇒ Q1 = - Q2 có nghĩa là nhiệt lợng Q1 mà một vật nhận đợc chính

bằng – Q2 là nhiệt lợng mà vật thứ hai mất đi. Nh vậy, sự truyền nhiệt xảy ra theo hớng nào thì nguyên lý thứ nhất không giải thích đợc? Theo nguyên lý này, nhiệt có thể truyền từ vật lạnh hơn sang vật nóng hơn. Nhng thực tế không phải vậy, vì nhiệt chỉ có thể truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp hơn. Điều đó có nghĩa là nguyên lý thứ nhất không chỉ ra chiều diễn biến của quá trình thực tế. Mặt khác đối với hệ cô lập, hoặc hệ làm theo một chu trình thì độ biến thiên nội năng ∆U = 0, khi đó ta có A = - Q. Điều đó có nghĩa công và nhiệt tơng đơng nhau và có thể chuyển hóa lẫn nhau, nhng thực tế chỉ công mới có thể biến hoàn toàn thành nhiệt nhng ngợc lại nhiệt chỉ có thể biến một phần thành công. Đây cũng chính là hạn chế của nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học.

1.2. Quá trình thuận nghịch

Để giải quyết những hạn chế của nguyên lý thứ nhất và đồng thời xây dựng cơ sở lý thuyết cho hàng loạt những tính toán về các hiện tợng nhiệt, đặc biệt trong việc chế tạo động cơ nhiệt. Các nhầ vật lý đã đa ra nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học. Trớc khi xem xét nguyên lý này ta đa ra khái niệm quá trình

thuận nghịch (và không thuận nghịch). Theo định nghĩa, quá trình thuận nghịch

là quá trình biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 và có thể biến đổi theo chiều ngợc lại trở về trạng thái ban đầu, sao cho quá trình ngợc này hệ đi qua tất cả các trạng thái trung gian nh trong quá trình thuận nhng theo thứ tự ngợc lại.

Nếu không thỏa mãn những điều kiện trên thì quá trình đó là không thuận nghịch.

Đối với quá trình thuận nghịch, khi trở về trạng thái đầu, nội năng của hệ không thay đổi. Công mà hệ nhận đợc trong quá trình nghịch 2 – 1 (hình vẽ) bàng và ngợc dấu công trong quá trình thuận 1 – 2. Nhiệt lợng cũng vậy, có nghĩa là: trong một vòng biến đổi đối với quá trình thuận nghịch, môi trờng xung quanh không xảy ra một biến đổi nào.