【正确答案】所谓准静态过程是指状态变化过程中的每个中间状态都是平衡状态的过程。这种既发生状态变化而每个中间状态又都是平衡状态的过程如何实现呢?如果系统与外界之间的势差足够小,而且外界条件的变化速度又足够慢时,就可实现准静态过程。系统与外界之间的势差足够小,系统在每次状态变化时仅足够小地偏离平衡状态;外界条件的变化速度足够慢,在每次变化中能使系统有足够的时间(大于弛豫时间)来恢复平衡,即每次变化都能等系统恢复平衡后再承受下一次的变化。在上述条件下就能实现每个中间状态都是平衡状态的准静态过程。值得指出,虽然准静态过程是理想化的过程,但对于气体作为工质的系统来说,系统所经历的实际过程是非常接近准静态过程的。
系统经历了一个热力过程之后,如果可以沿原过程的途径逆向进行,并使系统和外界都回复到初态而不留下任何影响,则称系统原先经历的过程为可逆过程。定义中提到的逆向过程,仅是判断正向过程是否可逆的一种手段,并不是说可逆过程必须逆向进行。但是存在这样一个逆向过程,是可逆过程的基本性质。可逆过程必定能逆向进行,不仅能使系统及外界都回复到初态,而且不留下任何影响。显然,若正向过程是可逆过程,则其逆向过程也必定是可逆过程。
可逆过程必须是准静态过程,而且过程中不存在任何耗散效应,如摩擦、扰动、电阻、永久变形等,耗散效应必定导致无法消除的影响。因此,可逆过程也可定义为:可逆过程是无耗散效应的准静态过程。显然,不满足可逆过程的定义或条件的过程,称为不可逆过程。实际上,不可逆过程是很容易识别的,只要过程中包含下列因素之一即为不可逆过程。例如:温差传热、自由膨胀、混合过程、节流过程、摩擦生热、黏性流体、阻尼振动、电阻热效应、燃烧过程、非弹性变形、磁滞损耗等。但是,要严格证明一个实际过程是不可逆过程,并且要定量计算过程的不可逆程度,这不是一件容易的事,必须具备热力学的知识才能做到。
可逆过程是热力学中一个极为重要的基本概念,这个纯理想化的概念的建立,是人类智慧的结晶,也是科学的抽象思维方法的范例。它不仅给出了评价实际过程完善程度的最高理论限度和客观标准,而且使得应用数学工具及热力学分析方法,对实际过程进行理论分析成为可能,其分析结果加以适当的修正即可适用于工程实践。可见,热力学中引入可逆过程的概念,具有重要的理论指导意义和工程实用价值。
【答案解析】