Ein Buch, das ich habe, enthält die folgenden Zeilen:
Damit ein Prozess reversibel ist, sollten dissipative Kräfte wie Viskosität und Reibung fehlen.
Meine Frage ist warum?
Denn dissipative Kräfte wandeln einen Teil der Arbeit in Wärme um. Wenn wir einen reversiblen Prozess haben wollen, müssen wir in der Lage sein, das System und seine Umgebung ohne Veränderung des Universums in ihre ursprünglichen Zustände zurückzubringen . Zu diesem Zweck müssen wir der Umgebung Wärme entziehen und diese vollständig in Arbeit umwandeln, was aufgrund des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik unmöglich ist.
Wenn Sie zulassen, dass sich ein Zylinder mit einem Kolben ausdehnt, bei dem Reibung zwischen den Wänden des Zylinders und dem Kolben vorhanden ist, wird ein Teil der geleisteten Arbeit zur Überwindung der Reibungskraft verwendet (als Wärme freigesetzt). Wenn Sie nun die gleiche Menge an Wärme, die als Arbeit freigesetzt wurde, zuführen und versuchen, den Kolben wieder in seinen ursprünglichen Zustand zu komprimieren, wird ein Teil der Arbeit wieder als Wärme freigesetzt, und Sie können daher den ursprünglichen Zustand nie erreichen, ohne den Zustand des Kolbens zu ändern Umfeld.
Mit anderen Worten, wenn Sie weiter komprimieren, bis Sie den Anfangszustand erreicht haben, hätten Sie beim Umkehren mehr Wärme zugeführt, als zum Erreichen des expandierten Zustands benötigt wurde.
Dies geschieht, weil Reibung eine dissipative Kraft ist. Unabhängig von der Bewegungsrichtung des Kolbens wird immer ein Teil der Arbeit als Wärme freigesetzt. Wenn der Prozess reversibel wäre, müsste die Reibungskraft Wärme aus der Umgebung aufnehmen und in Arbeit umwandeln, aber wir wissen, dass das nie passiert.
Gilhad
Chet Miller