Reversibler Prozess

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Ein reversibler Prozess ist eine thermodynamische Zustandsänderung von Körpern, die jederzeit wieder umgekehrt ablaufen könnte, ohne dass die Körper oder deren Umgebung dabei bleibende Veränderungen erfahren. Bei idealen reversiblen Prozessen wird keine Entropie erzeugt, die Entropieproduktion ist folglich Null:

Dagegen rufen reale irreversible Prozesse mit Energiedissipation (z. B. Reibung) eine Entropieproduktion im Inneren des Systems hervor, die hier immer positiv ist: .

Ob ein Prozess reversibel oder irreversibel ist, ist durch den im System erzeugten Entropiestrom definiert und nicht durch die Entropieänderung des Gesamtsystems, die von Entropieströmen über die Systemgrenze in Form von Wärme oder Stoffströmen abhängt (vgl. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik).[1]

In der klassischen Mechanik sind alle Vorgänge umkehrbar. In der Thermodynamik dagegen sind Zustandsänderungen nicht umkehrbar oder irreversibel, wenn sie sich auf einen Gleichgewichtszustand hinbewegen, in dem keine Temperatur- oder Druckunterschiede mehr vorliegen und aus dem sie sich mangels Potentialunterschiede nicht mehr herausbewegen; dies ist in der Realität meist der Fall.

Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass durch zu- oder abgeführte Wärme die maximal mögliche Arbeit vom System nur durch einen reversiblen Prozess geleistet werden kann.

Bei reversiblen Prozessen gilt für die Änderung der Entropie S:

Dabei ist

Daraus lässt sich für reversible Kreisprozesse (z. B. für den idealen Carnot-Prozess) folgern, dass keine Entropieänderung erfolgt:

Dagegen gilt für die Entropieänderung des Systems irreversibler Prozesse:

Beispiele für irreversible Zustandsänderungen sind

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Horst Stöcker: Taschenbuch der Physik. 4. Auflage, Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main 2000, ISBN 3-8171-1628-4.
  • Wolfgang Nolting: Grundkurs Theoretische Physik 4. Spezielle Relativitätstheorie und Thermodynamik 6. Auflage, Springer-Verlag, Berlin 2005, ISBN 3-540-24119-1

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Vgl. Weigand,Bernhard: Thermodynamik kompakt, Heidelberg 2013, S. 28 ff.