De figuur hierboven toont ons een vrij vallende steen. Als we deze steen opgooien, krijgt hij energie die al snel verandert in kinetische energie (wanneer hij valt). Bij het bereiken van de grond zullen we waarschijnlijk een geluid horen. De kinetische energie die de steen had gedissipeerd in andere vormen van energie, waarvan de belangrijkste is: warmte. Op deze manier kunnen we zeggen dat de steen een definitieve evenwichtstoestand heeft bereikt. Als we weer naar de steen kijken, kunnen we zeggen dat hij spontaan niet meer teruggaat naar zijn oorspronkelijke positie. Het zal alleen terugkeren naar eerdere posities door interferentie en wijzigingen van de externe omgeving.
We kunnen dus zeggen dat de steen presteerde a onomkeerbaar proces. Daarom kunnen we de twee processen, onomkeerbaar en omkeerbaar, als volgt definiëren:
- ONOMKEERBAAR PROCES is er een waarin een systeem, eenmaal de eindtoestand van evenwicht bereikt, niet terugkeert naar de begintoestand of enige tussentoestand zonder de actie van externe agenten.
- OMKEERBAAR PROCES is een proces dat in beide richtingen kan plaatsvinden en alle tussenstadia doorloopt, zonder dat dit definitieve veranderingen in de externe omgeving veroorzaakt.
Als zodanig wordt alleen een transformatie overwogen omkeerbaar als er een verband is tussen goed gedefinieerde tussentoestanden op elk moment van de transformatie. Om dit te laten gebeuren, moet de transformatie langzaam zijn, en het wordt dan genoemd bijna statisch.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
In de bovenstaande figuur hebben we een container met een beweegbare zuiger, zonder wrijving met de wanden en met een gasvormige massa. Wanneer we een zakje zand op de plunjer plaatsen, zullen we zien dat deze snel naar beneden gaat en het daarin aanwezige gas comprimeert. Als gevolg van deze gasvormige compressie krijgen gebieden dicht bij de zuiger een temperatuur, volume en druk die verschillen van de rest van de gasvormige massa die zich in de zuiger bevindt. Hierdoor heeft het gas geen gedefinieerde toestanden tussen de start- en eindtoestanden.
Op deze manier is het voor ons onmogelijk om dezelfde tussentoestanden te verkrijgen bij het verwijderen van het gewicht van zand. In dit geval beschouwen we het proces als onomkeerbaar. Als we het zand echter beetje bij beetje toevoegen, hebben we voor elke portie die op de plunjer wordt geplaatst, een goed gedefinieerde toestand.
Door het zand beetje bij beetje te verwijderen, kunnen we vervolgens alle tussenliggende toestanden reproduceren, waardoor we een omkeerbare transformatie hebben, dat wil zeggen bijna statisch.
Door Domitiano Marques
Afgestudeerd in natuurkunde
Brazilië School Team
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Omkeerbare en onomkeerbare transformaties"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/transformacoes-reversiveis-irreversiveis.htm. Betreden op 27 juni 2021.
