Κεφάλαιο 9.1 – Θερμοδυναμικό σύστημα, θερμοδυναμική ισορροπία, αντιστρεπτές μεταβολές (σελ. 66) – Λύσεις

Κεφάλαιο 9.1 — Θερμοδυναμικό σύστημα, θερμοδυναμική ισορροπία, αντιστρεπτές μεταβολές (σελ. 66) — Λύσεις - Απαντήσεις

Άσκηση 2.1 (σελ. 66)

Αναφέρετε δύο μη αντιστρεπτές μεταβολές, διαφορετικές από αυτές που αναφέρονται στο βιβλίο.

Σκέψη / Μεθοδολογία: Μη αντιστρεπτή είναι κάθε μεταβολή που δεν περνά από συνεχή διαδοχή καταστάσεων ισορροπίας και δεν μπορεί να αναστραφεί χωρίς μόνιμο ίχνος στο περιβάλλον — τέτοιες είναι οι περισσότερες πραγματικές, αυθόρμητες, γρήγορες διεργασίες της καθημερινότητας.

Λύση:

1. Το κάψιμο ενός φύλλου χαρτιού: η καύση είναι απότομη χημική αντίδραση που παράγει στάχτη και καπνό· δεν υπάρχει φυσικός τρόπος να επιστρέψουν η στάχτη και τα αέρια προϊόντα στο αρχικό φύλλο χαρτί.
2. Η ανάμειξη ζεστού και κρύου νερού σε ένα δοχείο: μόλις εξισωθεί η θερμοκρασία, δεν υπάρχει αυθόρμητος τρόπος να ξαναχωριστεί το νερό σε ζεστό και κρύο τμήμα — η θερμότητα ρέει αυθόρμητα μόνο προς μία κατεύθυνση (βλ. §9.6).

Απάντηση: Ενδεικτικά παραδείγματα μη αντιστρεπτών μεταβολών: η καύση ενός υλικού και η ανάμειξη δύο ποσοτήτων νερού διαφορετικής θερμοκρασίας. Οποιαδήποτε αυθόρμητη, απότομη ή συνοδευόμενη από τριβή/κρούση διεργασία είναι αποδεκτή απάντηση.

Πρόσεξε:

• Η άσκηση ζητά ρητά παραδείγματα διαφορετικά από αυτά του βιβλίου (απότομη συμπίεση αερίου, σπασμένο αυγό) — αποφύγετε να τα επαναλάβετε.
• Το κοινό χαρακτηριστικό όλων των μη αντιστρεπτών μεταβολών είναι ότι δε μπορούν να παρασταθούν με συνεχή καμπύλη ισορροπίας.