Задание № 20 · ОГЭ

Необратимые тепловые процессы

Почему некоторые тепловые процессы нельзя обратить самопроизвольно

2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Необратимые тепловые процессы — это процессы, которые самопроизвольно не возвращаются в исходное состояние. Для обратного хода необходимо внешнее воздействие, причём обычно оно не позволяет полностью восстановить и систему, и окружающую среду.

Необратимый тепловой процесс

Процесс, который самопроизвольно может идти только в одном направлении и не возвращается в исходное состояние без изменений в окружающих телах. Необратимость связана с ростом энтропии и является одним из следствий второго закона термодинамики.

Причина необратимости — рассеяние энергии и переход системы к более вероятному состоянию. Теплота самопроизвольно передаётся от горячего тела к холодному, газ после снятия перегородки заполняет весь сосуд, а механическая энергия при трении превращается во внутреннюю энергию. В каждом случае обратный процесс возможен только при дополнительной работе внешних сил или подводе энергии.

\[\Delta S_{\text{изолированной системы}} \ge 0\]1

Здесь \(S\) — энтропия. В реальном необратимом процессе энтропия изолированной системы увеличивается: \(\Delta S>0\). Равенство \(\Delta S=0\) соответствует идеализированному обратимому процессу, который протекает бесконечно медленно через последовательность состояний, близких к равновесным.

№

Пример: смешивание воды

Горячую и холодную воду смешали. Установилось тепловое равновесие при промежуточной температуре. Самопроизвольно вода не разделится обратно на горячую и холодную; для этого потребуется затратить энергию и изменить окружающую среду. Поэтому смешивание — необратимый процесс.

Не путайте с невозможностью обратного процесса

Необратимый процесс не означает, что обратный ход абсолютно невозможен. Его можно организовать искусственно, например охладить смешанную воду и разделить её, но при этом изменения произойдут во внешней среде. Обратимым называют идеальный процесс, после которого без остаточных изменений возвращаются и система, и окружающие тела.

Проверьте себя

Как направлено самопроизвольное распространение теплоты?

К необратимым относят также свободное расширение газа, диффузию, теплопроводность при конечной разности температур и трение. В учебных задачах процесс часто считают обратимым только как приближение, если потерями можно пренебречь.

Главное за минуту

Главное

Необратимый процесс самопроизвольно не возвращается в исходное состояние.
В изолированной системе при необратимом процессе энтропия увеличивается: \(\Delta S>0\).
Обратный ход возможен лишь при внешнем воздействии и изменениях в окружающей среде.