Procesos Reversibles e Irreversibles

Los procesos reales se producen en una dirección preferente. Es así como el calor fluye en forma espontánea de un cuerpo más cálido a otro más frío, pero el proceso inverso sólo se puede lograr con alguna influencia externa. Cuando un bloque desliza sobre una superficie, finalmente se detendrá. La energía mecánica del bloque se transforma en energía interna del bloque y de la superficie.

Estos procesos unidireccionales se llaman procesos irreversibles. En general, un proceso es irreversible si el sistema y sus alrededores no pueden regresar  a su estado inicial.

Por el contrario, se denominan procesos reversibles a aquellos que hacen evolucionar a un sistema termodinámico desde un estado de equilibrio final a través de infinitos estados de equilibrio. Es decir puede invertirse en cualquier punto mediante un cambio en las condiciones externas. Una transformación reversible se realiza mediante una sucesión de estados de equilibrio del sistema con su entorno y es posible devolver al sistema y su entorno al estado inicial por el mismo camino. Reversibilidad y equilibrio son, por tanto, equivalentes. Si un proceso real se produce en forma cuasi-estática,

es decir lo suficientemente lento como para que cada estado se desvié en forma infinitesimal del equilibrio, se puede considerar reversible. En los procesos reversibles, el sistema nunca se desplaza más que diferencial mente de su equilibrio interno o de su equilibrio con su entorno. Si una transformación no cumple estas condiciones es irreversible.

En la realidad, las transformaciones reversibles no existen, ya que no es posible eliminar por completo efectos disipativos, como la fricción, que produzcan calor o efectos que tiendan a perturbar el equilibrio, como la conducción de calor por diferencias de temperatura. Por lo tanto no debe sorprender que los procesos en la naturaleza sean irreversibles. El concepto de proceso reversible es de especial importancia para establecer el límite teórico de la eficiencia de las máquinas térmicas.

Ejemplos de procesos Reversibles e Irreversibles

Los procesos que se idealizan generalmente como reversibles incluyen:

• Movimiento sin fricción.
• Compresión o expansión restringida.
• Transferencia de energía como calor debido a diferencia infinitesimal de la temperatura.
• Corriente eléctrica a través de una resistencia cero.
• Reacción Química restringida.
• Mezcla de dos muestras de la misma sustancia en el mismo estado.

Los procesos que son irreversibles incluyen:

• Movimiento con fricción.
• Expansión libre.
• Transferencia de energía como calor debida a la diferencia significativa de temperatura
• Corriente eléctrica a través de una resistencia diferente a cero.
• Reacción química espontánea.
• Mezcla de materia de diversa composición o estado.