Αντιστρεπτή μεταβολή

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση

Αντιστρεπτή μεταβολή συνήθως ενός συστήματος (δηλαδή ύλης με προσδιορισμένα σαφή όρια) λέγεται όταν σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή κατά τη διάρκεια μιας μεταβολής το σύστημα μπορεί να επανέλθει στην αρχική του κατάσταση με ταυτόχρονη επαναφορά του περιβάλλοντος ομοίως στην αρχική του κατάσταση.
Ειδικότερα στη Θερμοδυναμική αντιστρεπτή καλείται η μεταβολή κατά την οποία το σύστημα μεταβαίνοντας απ' την αρχική σε άλλη κατάσταση, ή περνώντας από διαδοχικές καταστάσεις θερμοδυναμικής ισορροπίας τούτο επανέρχεται στην αρχική του κατάσταση. Η αντιστρεπτή μεταβολή μπορεί να σημειωθεί σε οποιοδήποτε χρονικό στάδιο αλλαγής κατάστασης. Προϋπόθεση γι' αυτό είναι να θεωρήσουμε ότι η μεταβολή γίνεται πολύ αργά και κάθε βήμα της είναι απειροστά μικρό.

  • Απλό (εποπτικό) παράδειγμα: Αν φουσκώσουμε ένα μπαλόνι αργά-αργά, μπορούμε κατόπιν να το ξεφουσκώσουμε και να ξαναγυρίσει στην αρχική του κατάσταση. Αν το φουσκώσουμε απότομα, θα σκάσει και δεν υπάρχει περίπτωση να επανέλθει όπως ήταν πριν.
  • Παράδειγμα: Αν συμπιέσουμε πολύ αργά μια ποσότητα αερίου μέσα σ' ένα δοχείο κλεισμένο με έμβολο, μπορούμε, τραβώντας σιγά σιγά πάλι πίσω το έμβολο στην αρχική του θέση, να ξαναγυρίσουμε στην αρχική πίεση, όγκο και θερμοκρασία που είχε το αέριο στην αρχή.

Αντιστρεπτές μεταβολές δεν υπάρχουν στη φύση. Πρόκειται για ιδανικές θεωρητικές κατασκευές, για να μπορούμε να μελετήσουμε ευκολότερα τα φαινόμενα του πραγματικού κόσμου. Εκτός απ' τις ενεργειακές απώλειες, που πάντα έχουμε στα πραγματικά φαινόμενα, ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής που συνεπάγεται de facto αύξηση της εντροπίας κάθε συστήματος αποκλείει την ύπαρξη αντιστρεπτών μεταβολών.
Παρά ταύτα επειδή στη Θερμοδυναμική η αντιστρεπτή μεταβολή αποτελεί θεμελιώδη έννοια που αποτελεί το μηχανικό ανάλογο της κίνησης χωρίς τριβή μπορούμε να προσεγγίσουμε τις πραγματικές μεταβολές με αντιστρεπτές μεταβολές ορίζοντας μια "πρότυπη κατάσταση" με εσωτερική ενέργεια μηδέν όπου με αυτήν υπολογίζεται η εσωτερική ενέργεια του συστήματος σε οποιαδήποτε άλλη κατάσταση. Επ΄ αυτού βασίζεται το πρώτο θερμοδυναμικό αξίωμα και κατ΄ επέκταση η ειδική θερμότητα, ο ορισμός της ενθαλπίας κ.λπ.