No que consiste o trabalho de expansão reversivel e irreversilve?
Passo 1
O enunciado pede para explicar o que é o trabalho de expansão reversível e o de expansão irreversível. Esse tema faz parte de termodinâmica e envolve a definição de trabalho de pressão–volume, além da ideia de processo em equilíbrio (reversível) ou fora de equilíbrio (irreversível).
Passo 2
No caso de uma expansão reversível, o sistema se mantém em equilíbrio interno a cada instante: a pressão interna
difere infinitesimalmente da pressão externa. O trabalho de expansão é dado por
Para um gás ideal em transformação isotérmica a temperatura
, usa-se
, resultando em
Passo 3
Na expansão irreversível, o sistema não está em equilíbrio interno durante a maior parte do processo. Muitas vezes consideramos uma pressão externa constante
contra a qual o gás expande. O trabalho então é
Aqui
pode ser menor que a pressão interna média, e o processo envolve dissipação (por exemplo, turbulência ou atrito interno).
Passo 4
Comparando os dois casos, nota-se que em geral
ou seja, o trabalho extraído (em valor absoluto) é máximo no processo reversível, pois qualquer irreversibilidade reduz a energia útil convertida em trabalho.
Resposta
Expansão reversível: é aquela feita infinitesimalmente próxima ao equilíbrio interno, calculada por
por exemplo, num gás ideal isotérmico
Expansão irreversível: ocorre fora do equilíbrio interno, frequentemente contra pressão externa constante, e o trabalho é
Em valor absoluto, o trabalho reversível é sempre maior ou igual ao irreversível.