Powyższy rysunek pokazuje nam swobodnie spadający kamień. Kiedy podrzucimy ten kamień, nabiera on energii, która szybko zamienia się w energię kinetyczną (gdy spada). Po dotarciu na ziemię prawdopodobnie usłyszymy hałas. Energia kinetyczna, którą kamień rozproszył na inne formy energii, z których główną jest ciepło. W ten sposób możemy powiedzieć, że kamień osiągnął końcowy stan równowagi. Gdy ponownie spojrzymy na kamień, możemy powiedzieć, że samoistnie nie powróci on do swojej pierwotnej pozycji. Powróci do poprzednich pozycji tylko poprzez ingerencje i modyfikacje ze środowiska zewnętrznego.
Możemy więc powiedzieć, że kamień wykonał a nieodwracalny proces. Dlatego możemy zdefiniować dwa procesy, nieodwracalny i odwracalny, w następujący sposób:
- PROCES NIEODWRACALNY to taki, w którym układ po osiągnięciu końcowego stanu równowagi nie powraca do stanu początkowego ani do stanów pośrednich bez działania czynników zewnętrznych.
- PROCES ODWRACALNY to taki, który może zachodzić w obu kierunkach, przechodząc przez wszystkie etapy pośrednie, nie powodując przy tym definitywnych zmian w środowisku zewnętrznym.
W związku z tym transformacja jest brana pod uwagę tylko odwracalny czy istnieje związek między dobrze zdefiniowanymi stanami pośrednimi w dowolnym momencie transformacji. Aby tak się stało, transformacja musi być powolna i nazywa się to prawie statyczny.
Na powyższym rysunku mamy pojemnik z ruchomym tłokiem, bez tarcia o ścianki i zawierający masę gazową. Gdy na tłok umieścimy woreczek z piaskiem, zobaczymy, że szybko opada, sprężając zawarty w nim gaz. W wyniku tego gazowego sprężania, obszary w pobliżu tłoka zaczynają mieć temperaturę, objętość i ciśnienie inne niż reszta masy gazowej zawartej w tłoku. Powoduje to, że gaz nie ma zdefiniowanych stanów między stanem początkowym i końcowym.
W ten sposób niemożliwe jest dla nas uzyskanie tych samych stanów pośrednich przy usuwaniu ciężaru piasku. W tym przypadku uważamy, że proces jest nieodwracalny. Jeśli jednak stopniowo dodamy piasek, dla każdej porcji umieszczonej na tłoku będziemy mieli dobrze określony stan.
Usuwając stopniowo piasek, możemy następnie odtworzyć wszystkie stany pośrednie, uzyskując w ten sposób transformację odwracalną, czyli prawie statyczną.
Autor: Domitiano Marques
Ukończył fizykę
Brazylijska drużyna szkolna
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/transformacoes-reversiveis-irreversiveis.htm