¿Puede el gas ideal expandirse adiabática e inversamente?

Suponga que el gas ideal se expande adiabáticamente desde el estado ( PAG 1 , V 1 , T 1 ) al Estado ( PAG 2 , V 2 , T 2 )

Creo que se puede permitir que este proceso ocurra de manera reversible o irreversible, pero luego me enfrento a una desconcertante contradicción con respecto al cambio de entropía ( Δ S ).

Si el proceso ocurre de manera reversible, Δ S = 0 ya que no hay transferencia de calor ni generación de entropía.

Si el proceso se produjo de forma irreversible, Δ S > 0 ya que hay generación de entropía por la irreversibilidad del proceso.

Sin embargo, debido a que la entropía es una función de estado, no puede ser cero ni diferente de cero para los dos estados fijos elegidos. ( PAG 1 , V 1 , T 1 ) y ( PAG 2 , V 2 , T 2 )

Respuestas (2)

Si los dos estados finales que ha descrito son los correspondientes a un proceso adiabático reversible, entonces será imposible idear y conducir un proceso adiabático irreversible que pase entre estos mismos dos estados finales. Si los dos estados finales que ha descrito son los correspondientes a un proceso adiabático irreversible, entonces será imposible idear y realizar un proceso adiabático reversible entre los mismos dos estados finales; se requerirá algo de transferencia de calor.

Lo tengo. ¿Podrías explicar un poco más de dónde viene la imposibilidad en tu explicación? ¿O es imposible que suceda debido a la contradicción que mencioné en mi pregunta?
En el proceso irreversible, se generará entropía, por lo que la entropía final será mayor que la entropía inicial. Entonces, si hay un proceso reversible entre los mismos dos estados finales, tendrá que tener
Δ S = ∫ q r mi v / T
, y q r mi v tendrá que ser distinto de cero. Esto significa que el proceso reversible tendrá que ser no adiabático.
Ah, parece que entiendo tu punto. No importa cómo realice el experimento, no podré obtener dos estados finales que tengan el mismo valor de pv^gamma siempre que el proceso se lleve a cabo de manera irreversible.

No precisamente. El hecho de que estés llevando el gas a lo largo de un proceso adiabático ya implica que el proceso es reversible (ya que debería estar en equilibrio térmico con un reservorio durante todo el camino). Sin embargo, si su único requisito es que los estados inicial y final sigan pag 1 V 1 γ = pag 2 V 2 γ , entonces, dado que la entropía es una función de estado, la entropía del gas es la misma, pero la entropía de todo el Universo podría (y probablemente será) mayor.

¡Estoy interesado en el sistema de gas (y su cambio de entropía) no en todo el universo! :)
Pero cuando hablas de reversibilidad, lo que importa es el Universo completo, no partes aisladas del mismo.
La segunda ley establece que la entropía total del Universo debe aumentar, no la entropía de su recipiente de gas específico.
la palabra adiabática en termodinámica significa que no hay transferencia de calor, aunque en mecánica cuántica a menudo usamos la palabra para conservación de entropía (isentrópica en termodinámica). Un ejemplo de efecto adiabático irreversible es el enfriamiento de gas por expansión a través de un acelerador (efecto Joule-Thomson).
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