Reversiibeli prosessi on tasapainoinen termodynaaminen prosessi , joka voi tapahtua sekä eteen- että taaksepäin, kulkeen samojen välitilojen läpi ja systeemi palaa alkuperäiseen tilaan ilman energiankulutusta, eikä ympäristössä tapahdu makroskooppisia muutoksia. Prosessin palautuvuuden/peruuttamattomuuden kvantitatiivinen kriteeri on entropian esiintyminen - tämä arvo on yhtä suuri kuin nolla, jos termodynaamisessa järjestelmässä ei ole palautumattomia prosesseja, ja on positiivinen niiden läsnä ollessa [1] [2] .
Reversiibeli prosessi voidaan pakottaa etenemään vastakkaiseen suuntaan milloin tahansa muuttamalla jotakin riippumatonta muuttujaa äärettömän pienellä määrällä.
Käännettävillä prosesseilla on maksimaalinen tehokkuus. Järjestelmästä on mahdotonta saada lisää tehokkuutta. Tämä antaa palautuville prosesseille teoreettisen merkityksen. Käytännössä palautuvaa prosessia ei voida toteuttaa. Se virtaa äärettömän hitaasti, ja sitä voi vain lähestyä.
Termodynamiikassa esimerkki lämpökoneesta, joka toimii vain palautuvilla prosesseilla, on Carnot-kone , joka koostuu kahdesta adiabaatista ja kahdesta isotermistä. Adiabaattisissa prosesseissa ei tapahdu energian vaihtoa ympäristön kanssa. Isotermisissä prosesseissa lämmönvaihto ympäristön (lämmitin, laajenemisen ja jäähdytin, puristuksen aikana) ja käyttönesteen välillä tapahtuu kappaleiden välillä, joilla on sama lämpötila. Tämä on tärkeä seikka, koska jos lämmönsiirto tapahtuu eri lämpötilojen kappaleiden välillä, se on peruuttamaton ( termodynamiikan toinen pääsääntö ).
On huomattava, että prosessin termodynaaminen palautuvuus eroaa kemiallisesta palautuvuudesta . Kemiallinen palautuvuus luonnehtii prosessin suuntaa ja termodynaaminen - tapaa, jolla se suoritetaan.
Tasapainotilan ja palautuvan prosessin käsitteillä on tärkeä rooli termodynamiikassa. Kaikki termodynamiikan kvantitatiiviset johtopäätökset ovat sovellettavissa vain tasapainotiloihin ja palautuviin prosesseihin. Kemiallisen tasapainon tilassa eteenpäin suuntautuvan reaktion nopeus on yhtä suuri kuin käänteisen reaktion nopeus!
Samaan aikaan kokemus osoittaa, että luonnossa tapahtuvien prosessien kulkusuuntaan liittyy tiettyjä rajoituksia. Energia siirtyy siis spontaanisti kuumasta kappaleesta kylmempään lämmönsiirron avulla, eikä käänteinen prosessi tapahdu itsestään, ts. se on peruuttamaton.
Yhdessä tai toisessa klassisen termodynamiikan käsikirjassa käytetty käsitteellinen laitteisto riippuu olennaisesti tämän tieteenalan rakentamis-/esitysjärjestelmästä, jota tietyn käsikirjan kirjoittaja on käyttänyt tai implisiittistä. R. Clausiuksen seuraajat rakentavat/selittävät termodynamiikkaa reversiibelien prosessien teoriana [3] , K. Carathéodoryn seuraajat - kvasistaattisten prosessien teoriana [4] ja J. W. Gibbsin seuraajat - teoriana tasapainotilat ja prosessit [5] [6] . On selvää, että vaikka edellä mainitun termodynaamisen aksiomatiikassa käytetään erilaisia kuvailevia määritelmiä ihanteellisista termodynaamisista prosesseista - reversiibelit, kvasistaattiset ja tasapainoiset - missä tahansa niistä kaikki klassisen termodynamiikan rakenteet johtavat samaan. matemaattinen laite. Käytännössä tämä tarkoittaa, että puhtaasti teoreettisen päättelyn, toisin sanoen sovelletun termodynamiikan, ulkopuolella termejä "reversiibeli prosessi", "tasapainoprosessi" ja "kvasistaattinen prosessi" pidetään synonyymeinä [7] : mikä tahansa tasapaino (quasi- staattinen prosessi) prosessi on palautuva ja päinvastoin mikä tahansa reversiibeli prosessi on tasapainoinen (kvasistaattinen) [8] [9] [10] .
Piirakan leipominen on peruuttamaton prosessi. Suolan hydrolyysi on palautuva prosessi.