7 Expansion Reversible E Irreversible

Suponemos al sistema como un cilindro que contiene un gas el cual mueve un objeto sobre la tapa

Caso1. Proceso Irreversible

Se estudiará el ciclo de compresión y expansión irreversible isotérmico (en 1 atepa cada uno)

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Etapa 1 (expansión)
Como vimos en la sección anterior para un proceso irreversible isotérmico (en una sola etapa) tenemos

Wexp = - P (V2-V1)

Suponiendo que P = Pop

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Etapa 2 (compresión)
Para la compresión irreversible en una sola etapa,

Wcomp = -P (V1-,V2)

Suponiendo Pop=P

El trabajo neto es la suma de estos dos procesos.

Wciclo = - P2 (V2- V1) + P1(V1- V2)
Wciclo = - (P2+ P1)(V2- V1)

Esto da un trabajo negativo, es decir donde se destruye trabajo, el sistema ha regresado a su estado inicial pero, el entorno no. Se ha realizado trabajo en el entorno.

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Caso2. Proceso Reversible

Etapa 1 expansión reversible isotérmico (en una infinidad de etapas)
Para que un sistema sea completamente reversible se requiere de un tiempo infinito, por lo que los sistames reversibles son ideales

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Si suponemos Pop = P.

Wexp= - ∫P dV (de Vi a Vf)

Etapa 2 compresión reversible isotérmico.

Wcomp=- ∫pdV (de Vf a Vi)

El trabajo total es:

Wciclo = Wexp+ Wcomp = - ∫ViVfp dV - ∫VfVipdV

Wciclo = - ∫ViVfp dV - ∫VfVip dV = 0

El sistema ha regresado a su estado inicial y el entorno también y no se ha realizado un trabajo neto. Y se dice que es un proceso reversible.

Bibliography
Castellan G.W., Fisicoquímica, Addison Wesley Longman, segunda edición, México, 1998.
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