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)
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
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.
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
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.