Irreverzibilis folyamat

A fizikai folyamat visszafordíthatatlan, ha egy zárt rendszerben nem lehet visszafordítani anélkül, hogy a rendszerben változásokat hagyna. Az ellenkezője egy visszafordítható folyamat . Bár minden mikroszkopikus elemi reakció visszafordítható, az összes makroszkopikus folyamat visszafordíthatatlan , ha elég alaposan megnézzük. A visszafordíthatatlanság a kezdeti állapot valószínűtlenségéből adódik, és igazolja az idő világos irányát (lásd az idő nyílját ), és szorosan kapcsolódik a termodinamika második törvényéhez . Minden spontán folyamat visszafordíthatatlan.

Példa és alkalmazás

A borospohár törése visszafordíthatatlan folyamat

A visszafordíthatatlan folyamatra példa egy üveg, amely az asztaltól a padlóra esik és széttörik. Szerint Rudolf Clausius , ez a folyamat visszafordíthatatlan, mert nem tud magától zajlik az ellenkező irányba. Valójában soha nem figyelték meg, hogy az üveg szilánkjai spontán módon összeállnak, és az újonnan létrehozott üveg az asztalra ugrik.

Ez a meghatározás azonban még mindig hiányos, amit Max Planck ismert fel először . Planck visszafordíthatatlansági koncepciójának szemléltetésére azt képzeljük el, hogy a törött üveg megolvad, új üveg jön létre, amelyet azután az asztalra tesznek. Most az eredeti állapot (üveg az asztalon) nyilvánvalóan helyreállt, csak más módon. Az üveg megolvadása és alakítása során azonban további visszafordíthatatlan folyamatok történtek; az irreverzibilis folyamat megfordítására tett kísérlet viszont az irreverzibilitás mély nyomát hagyta a környezetben.

Planck definíciója

A visszafordíthatatlanság jó meghatározása tehát a következő: Semmilyen módon nem lehet visszafordíthatatlan folyamatot megfordítani, és egyúttal helyreállítani az összes olyan eszközt, amelyet esetleg az eredeti állapotuk helyreállításához használtak .

Ez a visszafordíthatatlanság Planck-féle megfogalmazása sokkal erősebb, mint Clausiusé, mivel minden szabadság és minden eszköz felhasználható egy folyamat megfordítására. Ha azt feltételezzük, hogy a természetben határozottan vannak visszafordíthatatlan folyamatok, például a mechanikai munka hővé alakítása (pl. Súrlódás útján), akkor ebből következik, hogy a termodinamikai állapotoknak természetes rendjük van az időbeli (irreverzibilis) viszonyaikhoz képest. ) Saját sorrend. Ez a sorrend az egyensúlyi állapotokra kifejezhető egy méréssel, a termodinamikai entrópiával . A termodinamika második törvénye szerint minden folyamat visszafordíthatatlan, amikor entrópia keletkezik.

Ezzel szemben a termodinamika törvényei az irreverzibilitás fogalmából is levezethetők - a termodinamika az irreverzibilitás elméletévé válik. Ezt a megközelítést javasolta Constantin Carathéodory 1909-ben axiomatikus termodinamikának. Ő támogatta a Max Planck és Max Born .

irodalom

  • JJ Halliwell et al.: Az idő aszimmetriájának fizikai eredete . Cambridge 1994, ISBN 0-521-56837-4 .
  • Paul Horwich : Aszimmetriák az időben . A tudomány filozófiájának problémái. Cambridge MA 1987.
  • Huw Price : Az idő nyila és Archimedes-pont . Oxford 1996.
  • Steven F. Savitt (Szerk.): Az idő nyilai ma . A legújabb fizikai és filozófiai munka az idő irányáról. Cambridge University Press, Cambridge 1995.
  • Dieter Zeh : Az idő irányának fizikai alapjai . Berlin u. a. 2001. ( könyv honlapja )

web Linkek