¿Qué son realmente la entropía y los procesos reversibles?

Estoy confundido acerca de los conceptos de entropía y procesos reversibles. Antes de explicar la definición de entropía, utilizaron el término "proceso reversible" sin definirlo formalmente. Luego, cuando se definió la entropía, me dijeron que la definición de un proceso reversible es Δ S = 0 .

Sin embargo, en el libro Thermodynamics, Kinetic Theory and Statistical Thermodynamics, de FW Sears y GL Salinger , definen la variación de entropía de un ciclo reversible como Δ S d q T . Usando esto, pueden evaluar la variación de entropía de procesos reversibles .

Dan el ejemplo de un proceso adiabático que tiene un cambio de entropía cero. ¿Significa esto que todos los procesos adiabáticos son reversibles?

También calculan las variaciones de entropía distintas de cero en otros procesos reversibles.

Calculan la variación de la entropía en procesos irreversibles construyendo un proceso reversible (es decir, dado que la entropía es una función de estado y solo depende del estado y no del camino).

Mis preguntas son:

  • ¿Cuál es la definición formal de procesos reversibles , sin necesidad de definir la entropía y luego probar la equivalencia entre las dos definiciones?
  • ¿La variación de entropía de los procesos reversibles es igual a cero? Si es así, ¿por qué (Sears y Salinger) lo calculan?
  • Suponiendo el hecho de que Δ S = 0 en procesos reversibles, ¿por qué construyen un proceso reversible para evaluar la variación de entropía en procesos no reversibles?

Gracias de antemano. (Sé que hay otras preguntas sobre este tema, pero no creo que aclaren la distinción entre la entropía en lo que respecta a los procesos reversibles).

Respuestas (1)

  1. La definición práctica de un proceso reversible es aquel en el que el sistema (sin que entre ni salga masa) pasa por una secuencia continua de estados de equilibrio termodinámico.

  2. No, el cambio de entropía de un sistema no tiene que ser cero para un proceso reversible. Pero, el cambio de entropía para la combinación de un sistema más su entorno tiene que ser cero para un proceso reversible. Entonces, depende de si estamos hablando del sistema o de la combinación del sistema y su entorno.

  3. Dado que la entropía es una función de estado, todo lo que necesitamos saber son las condiciones en los dos estados finales de equilibrio termodinámico para determinar el cambio de entropía entre estos estados. La única forma que tenemos de determinar el cambio de entropía es concebir (es decir, soñar) un camino reversible entre los mismos dos estados finales y calcular la integral de dq/T para el camino reversible. Cualquier camino reversible servirá, ya que todos los caminos reversibles darán exactamente el mismo valor para la integral. Sin embargo, si tenemos un proceso irreversible, no obtendremos la respuesta correcta para el cambio de entropía si integramos sobre el camino irreversible, ya que se requiere un camino reversible para determinar el cambio de entropía.