Một quá trình không thể đảo ngược trong Nhiệt động lực học là gì?

Trong nhiệt động lực học, một quá trình được gọi là không thuận nghịch nếu nó không thể đảo ngược để trở về trạng thái ban đầu. Nói cách khác, đó là một quá trình diễn ra theo một hướng và không thể hoàn tác.

Ví dụ, hãy xem xét một bình chứa khí được làm nóng và được phép giãn nở. Khí sẽ lan ra và chiếm thể tích lớn hơn, đồng thời nhiệt độ của nó sẽ tăng lên. Quá trình này là không thể đảo ngược vì không thể đảo ngược để đưa khí về trạng thái ban đầu. Khi khí đã giãn nở và nhiệt độ của nó tăng lên, nó không thể bị nén trở lại bình chứa ban đầu hoặc làm nguội trở lại nhiệt độ ban đầu.

Một ví dụ khác về quá trình không thuận nghịch là trộn hai chất. Khi hai chất được trộn với nhau, chúng không thể tách ra được nữa nên quá trình này không thể thuận nghịch.

Ngược lại, một quá trình thuận nghịch là một quá trình có thể được hoàn tác, đưa hệ thống về trạng thái ban đầu. Ví dụ, nếu một chất khí bị nén và nung nóng, nó sẽ giãn nở và nguội đi khi giảm áp suất. Quá trình này có thể đảo ngược vì khí có thể trở về trạng thái ban đầu.

Các quá trình không thuận nghịch rất quan trọng trong nhiệt động lực học vì chúng đóng vai trò then chốt trong định luật thứ hai của nhiệt động lực học, trong đó phát biểu rằng tổng entropy của một hệ kín không thể giảm theo thời gian. Các quá trình không thể đảo ngược làm tăng entropy của hệ thống và chúng không thể đảo ngược để đưa hệ thống về trạng thái ban đầu.