1.14.57: Cambio Reversible

Última actualización
Guardar como PDF

Page ID: 80335

Michael J Blandamer & Joao Carlos R Reis
University of Leicester & Faculdade de Ciencias

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

En la termodinámica el término 'reversible' significa que en tal sistema la afinidad por el cambio espontáneo\(\mathrm{A}\) es cero; de hecho podemos caracterizar la composición del sistema por el símbolo\(\xi^{\mathrm{eq}}\), indicando un grado de reacción química independiente del tiempo. La composición del sistema no cambia porque la afinidad por el cambio espontáneo es cero.

Para un cambio reversible la afinidad por el cambio espontáneo es cero en todas las etapas. La composición está representada por\(\xi^{\mathrm{eq}}\), y la tasa de cambio\(\mathrm{d} \xi^{\mathrm{eq}} / \mathrm{dt}\) es cero, al definirse\(\mathrm{T}\) y\(\mathrm{p}\). Representamos el volumen del sistema usando la siguiente ecuación.

\[\mathrm{V}=\mathrm{V}\left[\mathrm{T}, \mathrm{p}, \xi^{\mathrm{eq}}, \mathrm{A}=0\right]\]

Esta ecuación significa que el volumen, una variable dependiente, se define inequívocamente por el conjunto de variables entre corchetes, [...]. La presión se cambia de\(\mathrm{p}\) a\(\mathrm{p} + \Delta \mathrm{p}\), de tal manera que la nueva composición de equilibrio es\(\xi + \Delta \xi\) donde la afinidad por el cambio espontáneo es cero.

\[\mathrm{V}=\mathrm{V}\left[\mathrm{T},(\mathrm{p}+\Delta \mathrm{p}), \xi^{\mathrm{eq}}(\mathrm{p}+\Delta \mathrm{p}), \mathrm{A}=0\right]\]

Bajo estas circunstancias el cambio de\(\mathrm{V}(\mathrm{p})\) a\(\mathrm{V}(\mathrm{p} + \Delta \mathrm{p})\) es de un estado de equilibrio donde\(\mathrm{A} = 0\) a otro estado de equilibrio donde también\(\mathrm{A}\) es cero. Tal transformación de equilibrio es, en términos termodinámicos, reversible. Todos los cambios bajo la restricción que\(\mathrm{A}\) permanece en cero son reversibles.