| 词条 | 不可逆过程 |
| 释义 | 不可逆过程为不会自发地逆转并恢复到原来状态的过程。任何实际过程都是不可逆过程。 例子一把一个吹得很硬的气球拿进房间，打开它的通气孔。气球内被压缩的高压气体就会流出来。以后全部弹子球就均匀分布在房间里。如果你要等待这些弹子球自动地再一次回到气球里，那将会白费工夫。空气的均匀分布将成为长期持久的平衡分布。 例子二实验9-1：你能恢复冰块吗？ 丢一块冰块到一杯温水里，然后等待。会发生什么现象？冰块会化掉。已化掉的冰还能聚集到一起，并且以原来的冰块的形状跳出玻璃杯吗？（你当然可以想象这样的事情，但千万别期望它真正会发生。） 是什么使我们认识到这个过程不可能反过来进行呢？让我们把这个过程拍成电影。再把电影倒过来放。如果你觉得这样放出的电影是荒唐的和异常的，这个过程就是不可逆的。 封闭系统里发生的过程都是对时间不可逆的过程。这一经验事实的结论和第二定律告诉我们的相同：在由许多组分组成的封闭系统中，有序分布后面总是一个无序分布，而不是反过来。 例子三实验9-2：摆的摆动可逆吗？ 把一个物体挂在几寸长的线上，使它作小摆动。观察摆动幅度的变化。只观察一两次摆动，可能会以为它是个可逆过程，其动能和势能之 和保持恒定。但是摆动幅度和摆的高度开始慢慢减小。最后物体静止在其最低位置。其能量在摆动过程中不断减小，在其末态能量为最小值：0。 例子四实验9-3：加大摆动的阻尼 用悬挂在一杯水中的物体重复上一实验。这一次摆动变慢要快得多。在短得多的时间里就到达了最终的最低能量。能量消失到什么地方去了呢？应当对此负责的必定是水！ 再一次重复这个实验。将悬挂的物体拉到一边等到水平静下来。然后在水里放一点点高锰酸钾并放开物体，让它再次摆动。在物体摆动过程中水里将发生什么事？现在你看到并且懂得物体的摆动减小时其能量消失到哪里去了吗？当物体在空气中摆动时，能量消失到哪里去了？为什么在空气中摆动要经过更长的时间才会慢下来？ 当大量能量集中在一个物体上并且这个物体是处在一个多自由度的环境（水，空气）中时，无序将会增大。物体会把它的能量分给它的环境的许许多多个弹子球。当物体和能量更小的弹子球碰撞时，是物体把能量转移给弹子球。但是如果环境的一个或多个弹子球具有很大的能量，那么来自环境的冲击也可能使一个静止的物体动起来，逐渐增大其能量。 例子六模型实验9-4：何时失，何时得? 六个带字母代号的圆圈代表六个弹子球。圆上的豌豆代表弹子球的能量。取两颗不同颜色的骰子（例如一颗白的，一颗黑的）。骰子的各个面上标的也是从Ａ到Ｆ６个字母。同时投掷两颗骰子！从黑骰子显示的字母的圆中取出一颗豌豆，放到白骰子显示的字母的圆中。每次投掷后随机产生的字母代表在无规碰撞中一个弹子球把能量转移给另一个。（没有豌豆的圆给不出豌豆了。如果黑骰子选择这个圆，那么认为这次"碰撞"无效，这时必须重投一次。）选择图中所示的几种初始分布，观察第一次投掷发生什么情况。在哪种初始分布下Ａ圆丢失豆子的概率大?哪种初始分布下从Ａ圆取走豆子的概率较小? 例子七在一个平静的环境里，集中在一个物体的很少几个自由度上的能量会耗散到环境的许多组分的自由度上。集中的能量的耗散增大了无序，因此这个过程是不可逆的。在物体的一个或两个自由度上实际上已没有什么能量留下。物体的末态将是能量最小的状态。这就是能量极小原理。它只不过是第二定律应用于一个处于平静环境中的物体的结果。环境的自由度数越多，越平静，就越能应用这条原理。 在日常生活中你体验到由摩擦和阻力引起的摆幅的减小。以不变的速度水平运动的飞机、火车、汽车、船舶必须消耗燃料。这是用来补偿消耗到环境中的能量。 例子八问题 1．举出一些在时间中反过来运行会显得荒唐的现象。再举出一些也能反向发生的过程。一个过程反向发生和它正常发生的方式真正完全相同吗？ 2．当1kg冰从水冻结而成时，它给予环境334KJ能量，这个能量耗散到环境中。这个现象能够用能量极小原理来理解吗？能够用第二定律理解吗？ 3．冰在厨房里融化。你是愿意用第二定律还是愿意用能量极小原理来解释这个现象？ 4．风使得摆摆动。在风中空气具有许多个自由度，而摆只有很少几个自由度。但增加的仍是摆的能量。这个经验同能量极小原理矛盾吗？你怎样理解平静的环境？ |
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