La figura sopra ci mostra una pietra in caduta libera. Quando lanciamo questa pietra, acquisisce energia che presto si trasforma in energia cinetica (quando cade). Una volta raggiunto il suolo, probabilmente sentiremo un rumore. L'energia cinetica che la pietra aveva dissipato in altre forme di energia, la principale essendo calore. In questo modo possiamo dire che la pietra ha raggiunto uno stato finale di equilibrio. Quando osserviamo nuovamente la pietra, possiamo dire che spontaneamente non tornerà nella sua posizione iniziale. Tornerà solo alle posizioni precedenti attraverso interferenze e modifiche dall'ambiente esterno.
Quindi, possiamo dire che la pietra ha eseguito un processo irreversibile. Pertanto, possiamo definire i due processi, irreversibile e reversibile, come segue:
- PROCESSO IRREVERSIBILE è quello in cui un sistema, una volta raggiunto lo stato finale di equilibrio, non ritorna allo stato iniziale o ad eventuali stati intermedi senza l'azione di agenti esterni.
- PROCESSO REVERSIBILE è quello che può avvenire in entrambe le direzioni, attraversando tutte le fasi intermedie, senza che questo provochi modifiche definitive all'ambiente esterno.
In quanto tale, viene considerata solo una trasformazione reversibile se esiste un legame tra stati intermedi ben definiti in qualsiasi momento della trasformazione. Perché ciò avvenga, la trasformazione deve essere lenta, e allora si chiama quasi statico.
Nella figura sopra abbiamo un contenitore con un pistone mobile, senza attrito con le pareti e contenente una massa gassosa. Quando mettiamo un sacchetto di sabbia sullo stantuffo, vedremo che scende rapidamente, comprimendo il gas in esso contenuto. Per effetto di questa compressione gassosa, le zone vicine al pistone iniziano ad avere una temperatura, un volume e una pressione differenti dal resto della massa gassosa contenuta nel pistone. Ciò fa sì che il gas non abbia stati definiti tra gli stati iniziale e finale.
In questo modo è impossibile per noi ottenere gli stessi stati intermedi rimuovendo il peso della sabbia. In questo caso, consideriamo il processo irreversibile. Tuttavia, se aggiungiamo poco alla volta la sabbia, avremo, per ogni porzione posta sullo stantuffo, uno stato ben definito.
Togliendo la sabbia, a poco a poco, possiamo poi riprodurre tutti gli stati intermedi, avendo così una trasformazione reversibile, cioè quasi statica.
di Domitiano Marchesi
Laureato in Fisica
Squadra scolastica brasiliana
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/transformacoes-reversiveis-irreversiveis.htm