안녕하세요 교수님. 열역학 공부중에 가역과정이란게 명확히 이해가 되지 않아서 질문드립니다.

교재상으로는 아래와 같이 정의되어있습니다.

Process that can be reversed without leaving any trace on the surroundings. This is possible only if the net heat and net work exchange between the system and the surroundings is zero for the combined process.

가역과정이란, 그 과정이 진행되는동안 일이나 열적으로 평형상태를 유지해야하는것이구나. 라고 받아들였습니다.

또 인터넷에서 찾아보니

가역과정이란

• Reversible means that in principle, the process is done infinitely slowly so that the microscopic reverse from the final state exactly regenerates the initial state. This requires an exact functional form of whatever term you are integrating.

매우 느리게 준평형상태를 유지하는 상태로, 방향이 서로 왔다갔다 할수있는, 흔적을 남기지않는 과정이라고 이해해보았습니다.

reversible 이 되기위해서는  매우 느리게 진행되는 quasi static process를 기반으로 1. 마찰이 없고, 2.unrestraines expansion이 없고 3. heat transfer이 없어야  이게 가역과정이라고 교재에서 이해해봤습니다. 이 3번째 조건이 조금 이해하기 힘든게,

열전달과정은 온도차이에 의해 생기는 , 대표적으로 한쪽으로만 향하는 특정 방향성이 있는  비가역적운동인데 그렇다면 reversible heat transfer 이란게 뭘까? 라는 질문에서

surroundings와 system사이의 온도 T 가 differential T가 된다면 , 이때 가역 열전달과정이 일어난다고 책을 보고 이해했습니다.

물체와 주변사이의 온도차이가 0에 가깝다면 열전달량이 0에 근사할텐데 이러한 특별한 경우에만 가역적인 열 전달과정이 성립된다..? 로  되게 모순적인걸로 느껴지지만, 이걸 그대로 일단은 그렇다 치고 받아들이기로 해봤습니다.

이 상태에서 궁금한점이 있습니다

앞서 배운 등온 등적 단열 등압 이 4개의 과정앞에 "가역"이라는 말이 붙어버리면 제가 이제까지 이해했던 것을 곧이 곧대로 쓰면 안될것 같아서 이부분에 대한 명확히 이해해보고싶습니다.

제가 이해한 "가역"등온팽창과정이란  피스톤실린더(system) 와 열원 Q1 이 있다고 가정하면

이 열원 Q1으로부터 열Q를 공급받아서,  피스톤실린더 내부의 온도 T(sys)를 일정히 유지시키면서 부피의 팽창을 일으키는 "등온"과정에 추가로   열원 Q1의 온도 T(source)와 피스톤실린더의 온도 Tsys가  같을때 "가역"인 조건이 추가되는걸까요??  다시말해 가역등온과정은 열원의 온도와 system의 온도를 똑같이 유지시킨후 열Q를 0으로 만들어서  가역적으로 만드는걸까요?  그런데 이러면 Q가 0이므로

이게 가역등온팽창과정인지 가역단열팽창과정인지 구분이 안서게 되는것같습니다.

이 외에도 카르노사이클을 보면 "가역 단열팽창" 이 있던데,  단열팽창은 Q가 0이므로 , 충분히 느린 속도로만 과정을 진행시킨다면, 모든 quasi static 단열팽창은 "가역"단열팽창으로 볼 수가 있을까요??

이외에도 "가역"정적팽창과 "가역"정압팽창이라는 말은 검색해도 없거나, 잘 나오지 않는데 이 두 process는 존재할 수 없는 과정인걸까요??

 

지금 제가 뭘 모르는지 혼란스러운 상태인것같습니다.  이에대한 간단한 힌트나 정리를 받을 수 있을까요??