Derretimiento del hielo: ¿reversible o irreversible?

Estoy investigando si el derretimiento del hielo (o cualquier sustancia) a presión y temperatura constantes es reversible o irreversible. Diferentes fuentes dicen cosas diferentes, y bien puede depender de condiciones específicas. Pero, ¿se dice generalmente que la fusión es reversible o irreversible?

Proceso reversible se refiere a aquellos procesos en los que podemos volver al paso inicial cambiando infinitesimalmente la condición externa ; puede revertir la fusión cambiando infinitesimalmente la temperatura externa, es decir. por congelación. Entonces, de hecho, en mi opinión, tomaría la fusión como reversible.
Agregaría al comentario anterior diciendo que los cambios físicos, es decir, aquellos en los que no hay cambios en la estructura de los átomos que los componen, son siempre cambios reversibles. ¡La inversión siempre se puede lograr mediante la adición o eliminación de energía!
@ user36790 Probablemente valga la pena señalar (corríjame si me equivoco) que para que su argumento se mantenga, la temperatura del entorno debe ser de 0 ∘   C (suponiendo presión atmosférica). Creo que siguiendo su argumento de que si la temperatura del entorno está por encima de esto, entonces no será reversible.
@Quantumspaghettification: Usar ^\circ~\textrm{C}en lugar de \degrees C.
En realidad, durante la fusión no hay cambio de temperatura (calor latente); si la fusión es reversible, entonces seguramente no habría un cambio de entropía general durante el cambio.
En el punto de fusión es reversible: puede sumar o restar entalpía para cambiar la cantidad de líquido frente a sólido, pero la energía libre de cada fase sigue siendo la misma.
Estaba mirando una pregunta abierta y esta es una. ¿Está satisfecho con las respuestas en los comentarios? Creo que lo que se dice (y lo que tú mismo dijiste) es correcto y eso es todo :)

Respuestas (2)

Para provocar un cambio de fase de sólido a líquido (fusión de hielo) se requiere calor. Eso requiere la exposición del sólido a un ambiente cuya temperatura sea mayor que la del sólido. La transferencia de calor sobre una diferencia de temperatura finita es irreversible.

Sin embargo, en teoría, el proceso puede hacerse reversible si la diferencia de temperatura es infinitesimal. El problema es que la tasa de transferencia de calor es proporcional a la diferencia de temperatura (para conducción y convección) o proporcional a la diferencia de temperatura elevada a la cuarta potencia (para radiación). Eso haría que el tiempo para derretirse fuera infinito para un proceso reversible.

Todos los procesos reversibles son idealizaciones. Todos los procesos reales son irreversibles. Quizás esta es una de las razones por las que encuentras "diferentes fuentes dicen cosas diferentes".

Espero que esto ayude.

Esta es la explicación correcta.

es irreversible La razón se puede entender fácilmente cuando observa las propiedades moleculares del agua.

La presencia de una carga en cada uno de estos átomos le da a cada molécula de agua un momento dipolar neto. La atracción eléctrica entre las moléculas de agua debido a este dipolo acerca las moléculas individuales, lo que dificulta la separación de las moléculas y, por lo tanto, eleva el punto de ebullición. Esta atracción se conoce como enlace de hidrógeno. Las moléculas de agua se mueven constantemente entre sí, y los enlaces de hidrógeno se rompen y se reforman continuamente en escalas de tiempo más rápidas que 200 femtosegundos. Sin embargo, este vínculo es lo suficientemente fuerte como para crear muchas de las propiedades peculiares del agua, como las que la hacen parte integral de la vida.

Estos enlaces de hidrógeno mezclan el agua y son la razón del menor volumen de líquido en comparación con el hielo.

Si tiene agua absolutamente pura, se derretirá en 0 grados a presión normal, pero es posible que deba enfriarla a -48 grados centígrados para volver a solidificarse. La razón es la estructura reticular del hielo, que necesita más volumen que el agua.

Por supuesto, todo es una especie de Reversible; depende solo de las definiciones. Pero aquí quiero decir con irreversibilidad que esperamos que los mismos átomos tomen exactamente las mismas posiciones que tenían antes; -esto es imposible. Como ni siquiera están en las mismas moléculas, lo estaban antes.

"Pero aquí quiero decir con irreversibilidad que esperamos que los mismos átomos tomen exactamente las mismas posiciones que tenían antes" , eso no es lo que significa la reversibilidad de un proceso termodinámico.
Me parece claro que la definición de reversibilidad adoptada es la señalada por @MAFIA36790. En este caso su respuesta es correcta.
@ACuriousMind Ok, entonces el agua pura/hielo que se derrite a cero grados pero se congela a -48.3 es reversible con sus medios termodinámicos. :-) Por favor. dibujanos el diagrama de carnot....
@Jokela La respuesta es incorrecta . No se trata de "cómo definimos la reversibilidad". En el punto de fusión (constante T y PAG , como especifica el OP) el potencial químico del hielo es el mismo que el del agua líquida. Esto hace que el sistema hielo/agua sea un estado de equilibrio y la interconversión entre fases un proceso reversible.
@Themis Es teóricamente posible que tenga agua destilada congelada que haya que golpear para que comience la creación de la estructura de celosía porque, aunque se superenfrió a -20, no se congeló. Cuando este hielo se calienta a 0 grados y luego se derrite a 0 grados de agua y luego se enfría a - 1 agua nuevamente, es muy posible que permanezca líquido, si es solo la reversibilidad de la temperatura lo que está buscando.
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