Tengo un gas en transición adiabática entre A ( , ) y B ( , ) dónde y . La pregunta es determinar el trabajo neto realizado sobre el gas si el gas primero se expande reversiblemente de A a B ( ), y luego comprimida irreversiblemente de B a A ( ) a una presión externa constante definida por A. En este escenario, simplemente observando las áreas debajo de los gráficos, el trabajo neto debería ser positivo.
Estoy tratando de reconciliar esto con para la gasolina Para la transición de ida y vuelta (A a B a A), . Y si tomamos cada paso como adiabático, entonces para cada paso, pero como he descrito anteriormente, terminaría con dos valores diferentes para para cada paso, por lo tanto no es igual a cero. Mi lógica falla en alguna parte. Si comprimo irreversiblemente, ¿la transición seguirá siendo adiabática? Alternativamente, ¿el escenario original es defectuoso: puedo tener una transición adiabática irreversible?
En la expansión adiabática irreversible, el cambio de volumen es mayor en comparación con la expansión adiabática reversible (para el mismo valor de presión final y las mismas condiciones iniciales). Por lo tanto, la suposición de volver a A desde B mediante un proceso adiabático irreversible es incorrecta.
Este cambio de volumen se puede entender con este simple ejemplo: suponga que tiene gas en un recipiente adiabático con un pistón encima donde se guarda una gran cantidad de bloques. Luego, para un proceso adiabático reversible, retira un bloque y espera a que el sistema alcance el equilibrio para que el gas cercano tenga suficiente tiempo para compensar la pérdida de energía de la colisión anterior con el pistón. Mientras que, para una expansión adiabática irreversible, elimina muchos bloques instantáneamente para reducir la presión, por lo que el gas cerca del pistón no tiene tiempo suficiente para recuperar energía y, por lo tanto, no choca de manera eficiente y, por lo tanto, realiza un trabajo menor en comparación con eso en Expansión adiabática reversible. Eso implica un mayor cambio de volumen para el mismo cambio de presión en la expansión adiabática irreversible en comparación con la expansión adiabática reversible.
Incluso puede tratar de comprenderlo escribiendo la ecuación para el trabajo realizado.