Si mi comprensión es correcta, ni los procesos reversibles ni los adiabáticos son necesariamente isoentrópicos.
Pero, ¿los procesos adiabáticos reversibles son siempre isentrópicos?
Sí.
Del teorema de Clausius se puede deducir la siguiente desigualdad:
Entonces, un proceso adiabático reversible es necesariamente isentrópico, pero los procesos adiabáticos irreversibles no lo son.
Para decirlo de otra manera, en un proceso irreversible, de acuerdo con la desigualdad anterior, la entropía cambia o el calor debe eliminarse de alguna manera del sistema para que sea posible tener un cambio de entropía cero. Entonces un proceso isoentrópico irreversible no puede ser adiabático.
Sí. Para un proceso reversible, tenemos la relación
Quiero explicar desde los fundamentos, en lugar de invocar el teorema de Clausius. Aquí va:
PASO 1: REVERSIBLE --> Sin creación o destrucción de entropía durante el proceso
La entropía no puede crearse ni destruirse en ninguna parte de ningún proceso reversible. La razón es que, en primer lugar, la entropía nunca puede destruirse bajo ninguna circunstancia (segunda ley de la termodinámica) y, en segundo lugar, si se creara entropía en (parte de) el proceso, se destruiría en la parte correspondiente de la versión invertida. del-proceso. Pero, de nuevo, la entropía no se puede destruir.
PASO 2: ADIABÁTICO --> Sin flujo de entropía durante el proceso (dentro o fuera de la región en cuestión)
Si no fluye calor hacia o desde la región (definición de "adiabático"), y no importa si fluye hacia o desde la región (creo que también forma parte de la definición de "adiabático"), entonces no hay forma de que la entropía podría estar fluyendo hacia o desde la región.
CONCLUSIÓN: La entropía de la región es fija si el proceso es tanto reversible como adiabático.
Para responder a esta pregunta, comencemos con la primera y segunda leyes combinadas de la termodinámica,
Tomando registro en ambos lados de la ecuación de los gases ideales y tomando diferenciales en ambos lados se obtiene
Integrando entre dos estados 1 y 2, da
La ecuación (2) describe un proceso general. Para la situación específica en la que la entropía es constante, es decir , recuperamos la expresión . Que se aplica para el proceso adiabático reversible. Ahora vemos, mediante el uso de la segunda ley de la termodinámica, un significado más profundo de la expresión y del concepto de un proceso adiabático reversible, en el que ambos son características de una entropía constante o proceso isentrópico .
Entonces, en general, un proceso adiabático no es necesariamente isoentrópico, solo si el proceso es reversible ( ) y adiabático ( ) , lo llamamos isentrópico.
Todo proceso adabático reversible es isoentrópico. Pero lo contrario no es cierto. Todo proceso isentrópico puede ser adabático reversible o no ser adabático reversible.
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Andrés Steane