¿Cuál es la diferencia entre expansión adiabática reversible e irreversible?

¿ Cuál es la diferencia entre expansión adiabática reversible e irreversible ?

¿Es cierto que el trabajo realizado por el gas es el mismo pero la presión aplicada externamente difiere entre dos procesos?

Si PAG mi X t = trabajo realizado por el gas, entonces, ¿cómo habrá una expansión, si se empujan entre sí con la misma fuerza?

Respuestas (2)

La diferencia es que una expansión es cuasi-estática (la reversible) mientras que la otra es espontánea debido a un cambio dramático de las restricciones externas (la irreversible).

  • En el caso cuasi-estático, comienzas de hecho en el estado donde la presión del gas es igual a la presión externa. Luego, un operador externo disminuye ligeramente la presión exterior para que el gas se expanda un poco antes de alcanzar muy rápidamente un nuevo estado de equilibrio. Luego repite este procedimiento tantas veces como sea necesario para alcanzar la presión buscada.

  • Si, en cambio, disminuyes instantánea y drásticamente la presión exterior (la disminuyes, digamos, en un factor de 3), entonces el gas se expandirá hasta alcanzar el equilibrio, pero de una manera muy diferente a la suma de los cambios en minutos que se producirían. cuasi-estáticamente. Como ejemplo, para empezar, cantidades como presión interna, temperatura, etc. ni siquiera están bien definidas durante una expansión irreversible.

Al final del día, estas dos "trayectorias" termodinámicas muy diferentes para su sistema darán como resultado dos estados finales diferentes (en su caso adiabático). Y por eso, el cambio de entropía no es el mismo en los dos casos.

Escuché en alguna parte que el cambio de entropía para la reacción adiabática reversible es constante, pero no pude entender por qué.
Para un sistema compresible simple, el cambio de entropía durante un proceso adiabático cuasiestático (o, equivalentemente, reversible) (ya sea de compresión o expansión) es cero.
@gatsu Supongamos que un sistema sufre una expansión adiabática reversible e irreversible. Cuando sufre expansiones adiabáticas irreversibles, el cambio en la energía interna es:
Δ tu = − PAG mi X ⋅ Δ V
Para la expansión adiabática reversible, el cambio en la energía interna sería:
Δ tu = − norte R en ⁡ ( V F V i )
que es mayor que el trabajo para irreversible. Pero, ¿adónde va ese trabajo extra? Quiero decir, ¿y si en lugar de presión sobre el gas tuviéramos un objeto con una masa variable? El objeto en ambos casos tendría el mismo cambio en energía potencial. Gracias de antemano.
@adosar diría que la temperatura del gas no es la misma al final del proceso y tampoco el volumen final. Dado que lo único que importa es alcanzar el equilibrio mecánico, dependiendo de qué tan rápido se enfríe la temperatura a medida que se produce la expansión, se obtienen diferentes volúmenes finales. Entonces, en el caso que mencionas, la masa no tendrá la misma altura al final dependiendo de si esto es reversible o irreversible.

Hay 3 preguntas en tu publicación:

1) ¿Cuál es la diferencia entre expansión adiabática reversible e irreversible?

Respuesta: Reversible significa en realidad reversible en el tiempo. Cuando se aplica presión del sistema contra el entorno externo (resistente), la presión externa reacciona en el siguiente instante. La presión del sistema siempre es ligeramente superior a la presión externa. El otro aspecto de reversible es que la presión externa aumenta gradualmente; mientras que en la condición irreversible, la presión externa es constante.

2) ¿Es cierto que el trabajo realizado por el gas es el mismo pero la presión aplicada externamente difiere entre dos procesos?

Respuesta: No. El trabajo realizado en reversible siempre es mayor que el trabajo realizado en irreversible. La razón es que el sistema tiene que trabajar contra la presión externa gradualmente más alta en condiciones reversibles. Mientras que la presión externa es constante, no aumenta en condiciones irreversibles, por lo tanto, el trabajo es menor. La presión externa promedio en reversible está entre P-inicial y P-final, mientras que la presión externa es P-final en proceso irreversible.

3) Si Pext = trabajo realizado por el gas, ¿cómo habrá una expansión si se empujan entre sí con la misma fuerza?

Respuesta: La presión del gas durante la expansión no es igual sino casi extra, un poco más alta. La energía de presión (mecánica/potencial) es muy sensible en comparación con la energía de temperatura (térmica). El trabajo se realiza con una ligera diferencia de presión. Es un fenómeno de cuasi-equilibrio.

¿Cuál es la diferencia entre expansión adiabática reversible e irreversible?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 1v