Qu’est-ce qu’un processus réversible – Définition

Processus réversible

En thermodynamique, un processus réversible est défini comme un processus qui peut être inversé en induisant des modifications infinitésimales dans certaines propriétés du système et ne laisse ainsi aucun changement, ni dans le système ni dans l’environnement. Au cours du processus réversible, l’ entropie du système n’augmente pas et le système est en équilibre thermodynamique avec son environnement.

En réalité, il n’existe aucun processus véritablement réversible . Tous les processus thermodynamiques réels sont en quelque sorte irréversibles. Ils ne se font pas infiniment lentement. Par conséquent, les moteurs thermiques doivent avoir des rendements inférieurs aux limites fixées en raison de l’irréversibilité inhérente du cycle de moteur thermique qu’ils utilisent. Cependant, aux fins d’analyse, on utilise des processus réversibles pour simplifier l’analyse et déterminer les rendements thermiques maximaux .

Par exemple, le cycle Carnot est considéré comme un cycle constitué de processus réversibles :

• Détente isothermique réversible du gaz
• Détente isentropique (adiabatique réversible) du gaz
• Compression isothermique réversible du gaz
• Compression isentropique (adiabatique réversible) du gaz

Comme le cycle est réversible, il n’y a pas d’augmentation de l’entropie pendant le cycle et l’entropie est conservée. Pendant le cycle, une quantité arbitraire d’entropie Δ S est extraite du réservoir chaud et déposée dans le réservoir froid.

Une façon de rendre les processus réels approximativement réversibles consiste à effectuer le processus en une série d’ étapes petites ou infinitésimales ou infiniment lentement , afin que le processus puisse être considéré comme une série d’états d’équilibre. Par exemple, un transfert de chaleur peut être considéré comme réversible s’il est dû à une faible différence de température entre le système et son environnement.

Un processus parfaitement réversible n’est pas possible en réalité car il faudrait un temps infini et des pas infiniment petits. Bien que cela ne soit pas pratique pour les processus réels, cette méthode est bénéfique pour les études thermodynamiques, car la vitesse à laquelle les processus se produisent n’est pas importante.

Ce que le principe de Carnot énonce à propos des processus réversibles:

1. Aucun moteur ne peut être plus efficace qu’un moteur réversible ( un moteur thermique Carnot ) fonctionnant entre les mêmes réservoirs à haute et à basse température.
2. Les rendements de tous les moteurs réversibles (moteurs thermiques Carnot ) fonctionnant entre les mêmes réservoirs à température constante sont les mêmes, quel que soit le principe actif utilisé ou les détails du fonctionnement.