19. Необратимые и обратимые процессы. Открытые, закрытые и изолированные системы.

Обратимый процесс (то есть равновесный) — термодинамический процесс, который может проходить как в прямом, так и в обратном направлении, проходя через одинаковые промежуточные состояния, причем система возвращается в исходное состояние без затрат энергии, и в окружающей среде не остается макроскопических изменений.

Обратимый процесс можно в любой момент заставить протекать в обратном направлении, изменив какую-либо независимую переменную на бесконечно малую величину.

Обратимые процессы дают наибольшую работу. Бо́льшую работу от системы вообще получить невозможно. Это придает обратимым процессам теоретическую важность. На практике обратимый процесс реализовать невозможно. Он протекает бесконечно медленно, и можно только приблизиться к нему.

Следует отметить, что термодинамическая обратимость процесса отличается от химической обратимости. Химическая обратимость характеризует направление процесса, а термодинамическая — способ его проведения.

Понятия равновесного состояния и обратимого процесса играют большую роль в термодинамике. Все количественные выводы термодинамики применимы только к равновесным состояниям и обратимым процессам

20. Энтропия в изолированных и не изолированных системах.

Откры́тая систе́ма:

• В физике — система, обменивающаяся веществом, энергией и информацией с внешним, по отношению к системе, миром, в отличие от закрытой системы, у которой отсутствует какой-либо обмен материей с окружающей средой. В термодинамике c закрытой,изолированной и замкнутой системами тесно связано явление возрастания энтропии.

Закрытая система — частично изолированная система, у которой отсутствует какой-либо обмен материей с окружающей средой. В полностью изолированной системе дополнительно отсутствует обмен энергией, а в замкнутой системе — отсутствует ещё и обмен информацией.

В термодинамике закрытая система может обмениваться со своим окружением только энергией, в частности теплотой, тогда как воткрытой системе возможен обмен и веществом и энергией. Для закрытых систем характерно увеличение беспорядка 

Изолированная система — система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией.

21. Равновесие в системе, состоящей из большого числа частиц.

Релаксация (от лат. relaxatio — ослабление, уменьшение) — процесс установления термодинамического, а следовательно, и статистического равновесия в физической системе, состоящей из большого числа частиц.

Релаксация — многоступенчатый процесс, так как не все физические параметры системы (распределение частиц по координатам и импульсам, температура, давление, концентрация в малых объёмах и во всей системе и другие) стремятся к равновесию с одинаковой скоростью. Обычно сначала устанавливается равновесие по какому-либо параметру (частичное равновесие), что также называется релаксацией. Все процессы релаксации являются неравновесными процессами, при которых в системе происходит диссипация энергии, то есть производится энтропия (в замкнутой системе энтропия возрастает). В различных системах релаксацияимеет свои особенности, зависящие от характера взаимодействия между частицами системы; поэтому процессы релаксации весьма многообразны. Время установления равновесия (частичного или полного) в системе называется временем релаксации. Процесс установления равновесия в газах определяется длиной свободного пробега частиц   и временем свободного пробега   (среднее расстояние и среднее время между двумя последовательными столкновениями молекул). Отношение   имеет порядок величины скорости частиц. Величины   и   очень малы по сравнению с макроскопическими масштабами длины и времени. С другой стороны, для газов время свободного пробега значительно больше времени столкновения  . Только при этом условиирелаксация определяется лишь парными столкновениями молекул.