Proces reversibil (termodinamică)

procesele termodinamice pot fi realizate în unul din două moduri: reversibil sau ireversibil. Reversibilitatea înseamnă că reacția funcționează continuu la cvasiechilibrul. Într-un proces ideal termodinamic reversibil, energia din munca efectuată de sau pe sistem ar fi maximizată, iar cea din căldură ar fi zero. Cu toate acestea, căldura nu poate fi complet transformată în muncă și se va pierde întotdeauna într-o oarecare măsură (în împrejurimi). (Acest lucru este valabil numai în cazul unui ciclu. În cazul unui proces ideal, căldura poate fi complet transformată în lucru, de exemplu, expansiunea izotermică a unui gaz ideal într–un aranjament piston-cilindru.) Fenomenul de lucru maximizat și căldură minimizată poate fi vizualizat pe un grafic presiune–volum ca zona de sub curba de echilibru, reprezentând munca efectuată. Pentru a maximiza munca, trebuie să urmați cu precizie curba de echilibru.

procesele ireversibile, pe de altă parte, sunt rezultatul îndepărtării de curbă, scăzând astfel cantitatea de muncă totală efectuată; un proces ireversibil poate fi descris ca un proces termodinamic care se îndepărtează de echilibru. Ireversibilitatea este definită ca diferența dintre munca reversibilă și munca reală pentru un proces. Când este descris în termeni de presiune și volum, apare atunci când presiunea (sau volumul) unui sistem se schimbă atât de dramatic și instantaneu încât volumul (sau presiunea) nu are timp să ajungă la echilibru. Un exemplu clasic de ireversibilitate este permiterea unui anumit volum de gaz să fie eliberat în vid. Eliberând presiunea asupra unui eșantion și permițându-i astfel să ocupe un spațiu mare, sistemul și împrejurimile nu sunt în echilibru în timpul procesului de expansiune și se lucrează puțin. Cu toate acestea, vor fi necesare lucrări semnificative, cu o cantitate corespunzătoare de energie disipată ca flux de căldură în mediu, pentru a inversa procesul (comprimarea gazului înapoi la volumul și temperatura inițială).

o definiție alternativă a unui proces reversibil este un proces care, după ce a avut loc, poate fi inversat și, atunci când este inversat, readuce sistemul și împrejurimile sale la stările lor inițiale. În termeni termodinamici, un proces „care are loc” s-ar referi la tranziția sa de la o stare la alta.