Question

可逆膨胀和不可逆膨胀各是什么意思

Answer 1

可逆膨胀的定义：在一系列无限接近内压（被压缩气体的压强）和外压相等下的膨胀.

 由于对理想气体有PV=nRT,在恒温条件下,可以以V为横轴,气压P为纵轴画一条双曲线.

      上面三种膨胀过程,初始外压P(环)都为P1,第一种一次性拿掉一部分砝码,使外压变为P2；第二种分三步减少到P2；第三种无限步,每步近似看作在活塞上面一堆沙中拿走一粒,外压减少非常小,气体膨胀一下,内压与外压相等,再拿走一粒,如此无限反复,到外压变为P2.
     上面的阴影是气体对外做的功,外压P（环）对V的积分.可以看到第三种面积最大.W1<W2<W3.
      现在反过来压缩,第一种方法一次性加还原,从P2变成P1,第二种三部加回去,第三种无限步.
      再算外压P(环) 对体积V积分,第一种面积最大,外界对气体做了最大功,并且不等于气体对外所做的功W1；第二种次之,第三种最小,且与刚才的过程气体对外做功相等,是最小的面积,也就是图上W3.
     这样第三种膨胀时气体对外界、压缩后外界对气体做的功相等,就还原了,是可逆的,但是只是理想条件啊,实际不存在.
  第三种就是可逆膨胀,前两种不可逆.