O que é processo reversível – definição

Processo reversível

Na termodinâmica, um processo reversível é definido como um processo que pode ser revertido pela indução de alterações infinitesimais em alguma propriedade do sistema e, ao fazê-lo, não deixa mudanças no sistema ou nos arredores. Durante o processo reversível, a entropia do sistema não aumenta e o sistema está em equilíbrio termodinâmico com o ambiente.

Na realidade, não há processos verdadeiramente reversíveis . Todos os processos termodinâmicos reais são de alguma forma irreversíveis. Eles não são feitos infinitamente devagar. Portanto, os motores térmicos devem ter eficiências mais baixas do que os limites de eficiência devido à irreversibilidade inerente ao ciclo dos motores térmicos que utilizam. No entanto, para fins de análise, utiliza-se processos reversíveis para simplificar a análise e determinar a máxima eficiência térmica .

Por exemplo, o ciclo de Carnot é considerado como um ciclo que consiste em processos reversíveis :

• Expansão isotérmica reversível do gás
• Expansão isentrópica (adiabática reversível) do gás
• Compressão isotérmica reversível do gás
• Compressão isentrópica (adiabática reversível) do gás

Como o ciclo é reversível, não há aumento na entropia durante o ciclo e a entropia é conservada. Durante o ciclo, uma quantidade arbitrária de entropia Δ S é extraída do reservatório quente e depositada no reservatório frio.

Uma maneira de fazer com que processos reais se aproximem de processos reversíveis é executar o processo em uma série de etapas pequenas ou infinitesimais ou infinitamente lenta , para que o processo possa ser considerado como uma série de estados de equilíbrio. Por exemplo, a transferência de calor pode ser considerada reversível se ocorrer devido a uma pequena diferença de temperatura entre o sistema e seus arredores.

Um processo perfeitamente reversível não é possível na realidade porque exigiria um tempo infinito e passos infinitamente pequenos. Embora não seja prático para processos reais, esse método é benéfico para estudos termodinâmicos, uma vez que a taxa na qual os processos ocorrem não é importante.

O que o princípio de Carnot afirma sobre processos reversíveis:

1. Nenhum motor pode ser mais eficiente que um motor reversível ( um motor térmico Carnot ) operando entre os mesmos reservatórios de alta temperatura e baixa temperatura.
2. As eficiências de todos os motores reversíveis (motores de calor Carnot ) que operam entre os mesmos reservatórios de temperatura constante são as mesmas, independentemente da substância de trabalho empregada ou dos detalhes da operação.