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Procesos reversibles e irreversibles Los procesos se pueden clasificar en reversibles e irreversibles. El concepto de proceso reversible nos permite reconocer, evaluar y reducir las irreversibilidades en procesos reales en la ingeniería. Consideremos un sistema aislado. La Segunda Ley nos dice que cualquier proceso que redujera la entropía del sistema aislado es imposible. Supongamos que un proceso ocurre dentro del sistema aislado y que llamaremos en dirección hacia adelante. Si el cambio en el estado del sistema es tal que la entropía aumenta para el proceso que llamamos hacia adelante, entonces para el proceso hacia atrás (es decir, para el cambio en reversa hacia el estado inicial) la entropía disminuiría. Este proceso en reversa es imposible para el sistema aislado, y por lo tanto decimos que el proceso hacia adelante es irreversible. Si ocurre un proceso, sin embargo, en el cual la entropía no cambia (proceso isentrópico) por el proceso hacia adelante, entonces también el proceso hacia atrás permanece sin cambios. Tal proceso puede ir en cualquier dirección sin violar La Segunda Ley. Los procesos de este tipo se llaman reversibles. La idea fundamental de un proceso reversible es que no produce entropía. La entropía se produce en procesos irreversibles. Todos los procesos verdaderos (con la posible excepción de flujo de corriente en superconductores) presentan cierta medida irreversible, aunque muchos procesos se pueden analizar adecuadamente si se asume que son reversibles. Algunos procesos que son claramente irreversibles son: la mezcla de dos gases, la combustión espontánea, la fricción, y de la transferencia de la energía como calor de un cuerpo con mayor temperatura hacia un cuerpo con menor temperatura. El reconocimiento de las irreversibilidades en un proceso verdadero es especialmente importante en la ingeniería. La irreversibilidad, o alejarse de la condición ideal de la reversibilidad, refleja un aumento en la cantidad de energía no organizada a expensas de energía mejor organizada. La energía organizada (tal como el de un peso levantado) se pone fácilmente en uso práctico; la energía desorganizada (tal como los movimientos al azar de las moléculas en un gas) requiere ``forzar o restringir'' antes de que pueda ser utilizada con eficacia. El ingeniero se esfuerza constantemente en reducir la irreversibilidades de los sistemas para obtener un funcionamiento mejor de estos.

Los procesos que se idealizan generalmente como reversibles incluyen:  Movimiento sin fricción  Compresión o expansión restringida.  Transferencia de energía como calor debido diferencia infinitesimal de la temperatura  Corriente eléctrica a través de una resistencia cero  Reacción química restringida  Mezcla de dos muestras de la misma sustancia en el mismo estado. Los procesos que son irreversibles incluyen:  Movimiento con fricción  Expansión libre  Transferencia de energía como calor debido la diferencia significativa de temperatura.  Corriente eléctrica a través de una resistencia diferente a cero  Reacción química espontánea  Mezcla de materia de diversa composición o estado. PROCESOS REVERSIBLES E IRREVERSIBLES. REVERSIBLES: LOS QUE SE PUEDEN VOLVER A RECORRER ESTADO A ESTADO, DEL SISTEMA Y EL RESTO DEL UNIVERSO, EN SENTIDO OPUESTO. IRREVERSIBLES: LOS QUE NO SON REVERSIBLES. ≡ • No olvide que siempre tenemos el sistema y el resto del universo. Observaciones • Ningún proceso real es reversible: caídas, roturas, mezclas, fricción, deformaciones, transferencia de calor, ... • La irreversibilidad suele estar ligada a la violencia del proceso y exigen mayor cantidad de trabajo o generan menor cantidad de trabajo ¡siempre en contra nuestra! Reducen el rendimiento de cualquier dispositivo termodinámico. Los procesos reversibles son infinitamente lentos. El proceso pasa por sucesivos estados de equilibrio los cuales, estrictamente, se alcanzan en un tiempo infinito. • Los procesos irreversibles también pueden ser lentos. • Un

sistema puede volver al estado inicial en un proceso irreversible PERO el resto del universo, inevitablemente, ha cambiado. • En un proceso irreversible puede ocurrir que el proceso seguido por el sistema que estamos estudiando haya pasado por sucesivos estados de equilibrio, entonces es posible recorrerlos en sentido opuesto para volver al estado inicial (y no el resto del universo); estos procesos se llaman internamente reversibles • En un proceso irreversible puede ocurrir que el proceso seguido por el resto del universo haya pasado por sucesivos estados de equilibrio, entonces es posible recorrerlos en sentido opuesto para volver al estado inicial (y no el sistema); estos procesos se llaman , el proceso sigue siendo irreversible. (El diagrama anterior es un caso de este tipo) externamente reversibles • Hay procesos que son a la vez internamente y externamente reversibles y aún son procesos totalmente irreversibles. (Un ejemplo es el caso mencionado de la transferencia de energía térmica entre dos sistemas con un aislante). , el proceso sigue siendo irreversible. (Los baños suelen verificar esta condición). • Podemos tratar de hacer los procesos “lo menos irreversibles” posible. La razón de ello es doble: en los procesos reversibles es relativamente fácil evaluar cualquier variable termodinámica y sirven de comparación de los sistemas reales. • El procedimiento para hacer a un proceso reversible es producir lentamente el trabajo (proceso cuasi-estático) y disponer de muchos baños térmicos para hacer los intercambios de calor poco a poco. Un proceso reversible necesita producir trabajo de una manera infinitamente lenta y disponer de infinitos baños térmicos. • En principio se podría tender a mejorar los rendimientos haciendo los sistemas “más reversibles” pero, además de los problemas técnicos, la potencia sería cada vez menor. • No olvide nunca que las propiedades de un estado termodinámico no dependen de cómo se haya alcanzado ese estado, sea reversible o irreversiblemente. https://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/gnavascu/TERMOTECNIA_10_11/BlaBl a_5_2aLey_Maquinas_Termicas.pdf