Un proceso reversible es un proceso termodinámico de equilibrio que puede tener lugar tanto en dirección directa como inversa, pasando por los mismos estados intermedios, y el sistema vuelve a su estado original sin gasto de energía, y no hay cambios macroscópicos en el medio ambiente. El criterio cuantitativo para la reversibilidad/irreversibilidad del proceso es la aparición de entropía : este valor es igual a cero en ausencia de procesos irreversibles en el sistema termodinámico y es positivo en su presencia [1] [2] .
Se puede obligar a un proceso reversible a avanzar en la dirección opuesta en cualquier momento cambiando alguna variable independiente en una cantidad infinitesimal.
Los procesos reversibles tienen la máxima eficiencia. Es imposible obtener más eficiencia del sistema. Esto da importancia teórica a los procesos reversibles. En la práctica, no se puede realizar un proceso reversible. Fluye infinitamente lento, y uno solo puede acercarse a él.
En termodinámica, un ejemplo de máquina térmica que opera solo en procesos reversibles es la máquina de Carnot , que consta de dos adiabáticas y dos isotermas. En los procesos adiabáticos no se produce intercambio de energía con el medio ambiente. En los procesos isotérmicos, el intercambio de calor entre el ambiente (calentador, durante la expansión, y enfriador, durante la compresión) y el fluido de trabajo tiene lugar entre cuerpos que tienen la misma temperatura. Este es un punto importante, porque si la transferencia de calor ocurre entre cuerpos con diferentes temperaturas, es irreversible ( la segunda ley de la termodinámica ).
Cabe señalar que la reversibilidad termodinámica del proceso difiere de la reversibilidad química . La reversibilidad química caracteriza la dirección del proceso y la termodinámica, la forma en que se lleva a cabo.
Los conceptos de estado de equilibrio y proceso reversible juegan un papel importante en la termodinámica. Todas las conclusiones cuantitativas de la termodinámica son aplicables solo a estados de equilibrio y procesos reversibles. En un estado de equilibrio químico, la velocidad de la reacción directa es igual a la velocidad de la reacción inversa.
Mientras tanto, la experiencia muestra que existen ciertas limitaciones asociadas con la dirección del flujo de procesos en la naturaleza. Así, la energía se transfiere espontáneamente de un cuerpo caliente a uno más frío por medio de transferencia de calor, y el proceso inverso no ocurre por sí mismo, es decir es irreversible
El aparato conceptual utilizado en uno u otro manual de termodinámica clásica depende esencialmente del sistema de construcción/presentación de esta disciplina, utilizado o implícito por el autor de un manual en particular. Los seguidores de R. Clausius construyen/exponen la termodinámica como teoría de procesos reversibles [3] , los seguidores de K. Carathéodory - como teoría de procesos cuasi-estáticos [4] , y los seguidores de J. W. Gibbs - como teoría de estados y procesos de equilibrio [5] [6] . Es claro que, a pesar del uso de varias definiciones descriptivas de los procesos termodinámicos ideales -reversibles, cuasi-estáticos y de equilibrio- que son utilizados por la axiomática termodinámica antes mencionada , en cualquiera de ellos todas las construcciones de la termodinámica clásica resultan en lo mismo. aparato matemático. De facto, esto significa que fuera del razonamiento puramente teórico, es decir, en la termodinámica aplicada, los términos "proceso reversible", "proceso de equilibrio" y "proceso cuasi-estático" se consideran sinónimos [7] : cualquier equilibrio (cuasi- proceso estático) proceso es reversible, y viceversa, cualquier proceso reversible es equilibrio (cuasi-estático) [8] [9] [10] .
Hornear un pastel es un proceso irreversible. La hidrólisis de sal es un proceso reversible.