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¿Por qué la transferencia de calor es reversible cuando la diferencia de temperatura es infinitesimal?

Esta es el arreglo más correcta que te podemos aportar, sin embargo mírala pausadamente y valora si se adapta a tu trabajo.

Solución:

Para hacerlo de forma reversible, puede calentar el cuerpo de $T_1$ a $T_2$ (es decir, con un cambio de temperatura finito) utilizando una secuencia infinita de depósitos a temperatura constante, en la que cada depósito a su vez tiene una temperatura sólo dT más alta que el cuerpo en cualquier momento (y también sólo dT más alta en temperatura que el depósito anterior en la secuencia). Cada incremento en la transferencia de calor tendría lugar con solo una fuerza impulsora de temperatura diferencial entre el cuerpo y el depósito actual. Para revertir el proceso y devolver tanto el cuerpo como los reservorios a sus estados originales, simplemente pondría en contacto el cuerpo con los reservorios en la secuencia inversa, en cuyo caso los reservorios tendrían una temperatura dT más baja que el cuerpo en cada paso. del proceso). La única diferencia sería con respecto a los depósitos primero y último (que no podrían ser devueltos a sus estados originales). Pero esto sería insignificante.

En el caso de que el cuerpo se caliente de $T_1$ a $T_2$ poniéndolo en contacto con un depósito de temperatura constante en $T_2$ durante todo el tiempo hasta que el cuerpo se equilibre en $T_2$, toda la transferencia de calor se produciría con una fuerza impulsora de temperatura finita, y no habría forma de devolver tanto el cuerpo como el depósito a sus estados originales sin causar un cambio significativo en otra cosa (como usar otros depósitos).

Un proceso reversible es aquel en el que el sistema se aleja ligeramente del equilibrio termodinámico durante todo el cambio. Por lo tanto, se puede considerar que un proceso reversible impone una secuencia continua de estados de equilibrio termodinámico.

Es reversible en el primer caso porque satisface la definición de reversibilidad. Un proceso termodinámico se llama reversible si un cambio infinitesimal de la condición externa invierte el proceso. Considere un sistema a temperatura $T$ en contacto térmico con un depósito térmico a la misma temperatura. Mediante un aumento infinitesimal $dT$ de la temperatura del depósito, obtienes calor que fluye hacia el cuerpo. Con una disminución infinitesimal adicional, digamos $2dT$, se invierte el flujo. No sucederá lo mismo si hubiera una diferencia finita de temperatura.

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