Reverzibilní proces (termodynamika)

termodynamické procesy lze provádět jedním ze dvou způsobů: reverzibilně nebo nevratně. Reverzibilita znamená, že reakce pracuje nepřetržitě při kvaziekvilibriu. V ideálním termodynamicky reverzibilním procesu by byla energie z práce prováděné systémem nebo v systému maximalizována a energie z tepla by byla nulová. Teplo však nelze plně přeměnit na práci a vždy bude do určité míry ztraceno (do okolí). (To platí pouze v případě cyklu. V případě ideálního procesu může být teplo zcela přeměněno na práci, např. izotermická expanze ideálního plynu v uspořádání píst-válec.) Fenomén maximalizované práce a minimalizovaného tepla lze vizualizovat na grafu tlaku a objemu jako oblast pod rovnovážnou křivkou, představující provedenou práci. Abychom maximalizovali práci, musíme přesně sledovat rovnovážnou křivku.

Nevratné procesy, na druhou stranu se výsledek odchyluje od křivky, tedy snížení množství celkové práce; nevratný proces lze popsat jako termodynamický proces, který se odchyluje od rovnováhy. Nevratnost je definována jako rozdíl mezi reverzibilní prací a skutečnou prací pro proces. Když popsal z hlediska tlaku a objemu, to nastane, když tlak (nebo objem) systém změny tak dramaticky a okamžitě, že objem (nebo tlak) nemá čas k dosažení rovnovážného stavu. Klasickým příkladem nevratnosti je umožnění uvolnění určitého objemu plynu do vakua. Uvolněním tlaku na vzorku a tím umožňuje, aby zabírají velký prostor, systém a okolí jsou v rovnováze během procesu rozšiřování a tam je málo práce. Bude však zapotřebí značné práce s odpovídajícím množstvím energie rozptýlené jako tok tepla do životního prostředí, aby se proces zvrátil (stlačení plynu zpět na původní objem a teplotu).

alternativní definice reverzibilní proces je proces, který, poté, co došlo, může být obrácen, a když se obrátil, vrátí systém a jeho okolí, aby jejich počáteční stavy. Z termodynamického hlediska by proces „probíhající“ odkazoval na jeho přechod z jednoho stavu do druhého.