Trabajo de fisica

Procesos reversibles e irreversibles
Los procesos se pueden clasificar en reversibles e irreversibles. El concepto de proceso reversible nos permite reconocer, evaluar y reducir las irreversibilidades en procesos reales en la ingeniería.
Consideremos un sistema aislado. La Segunda Ley nos dice que cualquier proceso que redujera la entropía del sistema aislado es imposible. Supongamos que unproceso ocurre dentro del sistema aislado y que llamaremos en dirección hacia adelante. Si el cambio en el estado del sistema es tal que la entropía aumenta para el proceso que llamamos hacia adelante, entonces para el proceso hacia atrás (es decir, para el cambio en reversa hacia el estado inicial) la entropía disminuiría. Este proceso en reversa es imposible para el sistema aislado, y por lo tantodecimos que el proceso hacia adelante es irreversible.
Si ocurre un proceso, sin embargo, en el cual la entropía no cambia (proceso isentrópico) por el proceso hacia adelante, entonces también el proceso hacia atrás permanece sin cambios. Tal proceso puede ir en cualquier dirección sin violar La Segunda Ley. Los procesos de este tipo se llaman reversibles. La idea fundamental de un procesoreversible es que no produce entropía.
La entropía se produce en procesos irreversibles. Todos los procesos verdaderos (con la posible excepción de flujo de corriente en superconductores) presentan cierta medida irreversible, aunque muchos procesos se pueden analizar adecuadamente si se asume que son reversibles. Algunos procesos que son claramente irreversibles son: la mezcla de dos gases, lacombustión espontánea, la fricción, y de la transferencia de la energía como calor de un cuerpo con mayor temperatura hacia un cuerpo con menor temperatura.
El reconocimiento de las irreversibilidades en un proceso verdadero es especialmente importante en la ingeniería. La irreversibilidad, o alejarse de la condición ideal de la reversibilidad, refleja un aumento en la cantidad de energía no organizada aexpensas de energía mejor organizada. La energía organizada (tal como el de un peso levantado) se pone fácilmente en uso práctico; la energía desorganizada (tal como los movimientos al azar de las moléculas en un gas) requiere ``forzar o restringir'' antes de que pueda ser utilizada con eficacia. El ingeniero se esfuerza constantemente en reducir la irreversibilidades de los sistemas para obtenerun funcionamiento mejor de estos.
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Formulación de Kelvin-Planck para la Segunda Ley de la Termodinámica: Máquina de Calor

Una máquina de calor es un dispositivo que convierte calor en trabajo útil. Esto es, la energía fluye hacia el sistema en forma de calor y parte de esta energía sale del sistema en forma de trabajo hecho sobre el entorno. Ustedes conocen el proceso inverso, trabajoconvertido en calor: las fuerzas de fricción convierten el trabajo en energía interna y esta energía puede ser transferida al entorno en forma de calor. Otro ejemplo es el trabajo mecánico sobre un generador eléctrico que envía corriente a sus hogares, donde un calentador eléctrico convierte el trabajo en energía interna, la cual fluye como calor. Un cilindro con pistón (tapa móvil) que contiene ungas ideal y sobre un reservorio térmico a cierta temperatura es un ejemplo representativo de una máquina de calor. Permitimos que el gas se expanda a isotérmicamente. El calor entra al gas desde el reservorio y el gas realiza trabajo. Listo, inventamos la máquina de calor, salvo algunos ``detalles'' tecnológicos. Como la temperatura en constante la energía interna no cambia, obteniéndo así undispositivo que convierte calor en trabajo. Pero nuestra máquina de calor queriere algunos ajustes para que resulte útil. Por ejemplo, no puede operar indefinidamente. El cilindro tiene una altura definida. Una maquinita más útil es la que opera en un ciclo, regresando al punto de partida despues de realizar cierto trabajo y así indefinidamente. Supongamos que el ciclo se realiza reversiblemente. Un...