可逆変化と非可逆変化

現在アトキンス物理化学で熱力学の勉強をしています。その中で可逆変化と非可逆変化の説明がありましたが、よく理解できませんでした。両者の違いと具体的な例を教えていただけないでしょうか

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2015/09/21 18:15

アトキンスは読んだことはないのですが、

熱力学では熱の平衡と力の平衡を保ったまま
平衡を無限小だけ崩して限り無くゆっくりと進む
準静的過程だけを可逆変化と言いますね。

外部に影響を残すこと無しに元に戻ることができる過程。
現実の過程は全て非可逆ですが、理想的な過程を考える
ことで、いろいろと得られるものがあります。

この回答へのお礼

イメージしやすい回答ありがとうございます。

お礼日時：2015/09/26 17:21

No.4 回答者： siegmund 回答日時： 2015/09/18 22:58

siegmund です．

fxq11011 さん：
> 化学では、熱を加える、冷やすでどちらへの変化も可能を可逆反応というと記憶していますが。
> これは物質が・・・なんですね

おっしゃるとおりですね．
力を入れて物体を変形させるときでも，
あまり変形させないうちは力を抜くと元に戻りますが(可逆変形)，
力を入れすぎでポキッとなるともう元には戻りません(不可逆変形)．
でも，この話は熱力学の可逆不可逆とは違う意味です．

私は「不可逆」と書きましたが，「非可逆」も同じ意味です．

No.3 回答者： fxq11011 回答日時： 2015/09/18 12:58

これらが不可逆過程の代表です

化学では、熱を加える、冷やすでどちらへの変化も可能を可逆反応というと記憶していますが。
これは物質が・・・なんですね。
熱物理・・・では。
熱そのもの、エネルギーが非可逆か、可逆か、ということのようですね。

No.2 ベストアンサー 回答者： siegmund 回答日時： 2015/09/17 23:20

物理学者の siegmund と申します．

熱力学における可逆不可逆とは，硬化した樹脂が元に戻るかどうかとか，
破った紙が元に戻るかどうかとか，その類の話ではありません．

一番よい題材は気体でしょう(理想気体でなくてもよい)．
気体の入っている箱の外側が真空だとします．
箱のふたを開けると気体は真空中に勝手に拡散します．
拡散してしまった気体は勝手に箱の中に戻ることはありません．
無理に戻そうとすれば外部から何らかの操作をする必要があります．

今度は箱に入った気体が外部と熱接触があるとします．
もし，気体の温度が外部の温度より高ければ熱が気体から外部に勝手に流れます．
勝手に元に戻るか？
熱が低温部から高温部へ勝手に流れることはありませんから，
勝手に元には戻りません．
元に戻すには外部から何らかの操作をする必要があります．

これらが不可逆過程の代表です．

後者の例で気体と外部の温度差が小さければ，
元に戻すのに外部からする操作は少なくてすみます．
気体と外部の温度差がゼロに近づいた極限(元に戻すための外部からの操作が不要になる極限)が
可逆過程です．

本当はもっと用語に注意して慎重な言い回しをする必要がありますが，
ここでは直感的に理解しやすいことを第一としました．

この回答へのお礼

説明だけでなく、わかりやすい例まで教えていただいたのでベストアンサーに選ばせていただきました。ありがとうございました。

お礼日時：2015/09/26 17:19

No.1 回答者： fxq11011 回答日時： 2015/09/17 18:36

熱すれば、膨張し、冷めれば、縮んでもとに戻る、与えた条件を取り払えば、変化が逆の変化をしてもとに戻る、可逆変化。

熱すれば、硬化するが、冷ましても、元に戻らない、非可逆変化。
合成樹脂でプラスチックといわれるものは熱すればドロドロ、冷やせば個体、再度熱すればドロドロ。
尿素樹脂だったかな？、いったん熱して硬化すると、冷めてから再度熱しても硬化したまま。