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2024-05-04T16:15:22Z

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Ein '''reversibler Prozess''' ist eine [[Thermodynamischer Prozess|thermodynamische Zustandsänderung]] von [[Körper (Physik)|Körpern]], die jederzeit wieder umgekehrt ablaufen könnte, ohne dass die Körper oder deren [[Offenes System|Umgebung]] dabei bleibende [[Veränderung]]en erfahren. Bei [[Idealisierung (Physik)|idealen]] reversiblen Prozessen wird ''keine'' [[Entropie]] erzeugt, die [[Entropieproduktion]] ist folglich Null: <math>\Delta S = 0.</math>

Dagegen rufen reale [[irreversibler Prozess|irreversible Prozesse]] mit Energie[[dissipation]] (zum Beispiel [[Reibung]]) eine Entropieproduktion im Inneren des Systems hervor, die hier immer positiv ist: <math>\Delta S > 0</math>.

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]]).<ref>Vgl. Bernhard Weigand, Jürgen Köhler, Jens von Wolfersdorf: ''Thermodynamik kompakt.'' 4. Auflage, Springer Vieweg, Berlin/Heidelberg 2016, ISBN 978-3-662-49702-9, S. 28 ff.</ref>

In der [[klassische Mechanik|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 [[Potential (Physik)|Potential]]<nowiki/>unterschiede 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 (Physik)|Arbeit]] vom System nur durch einen reversiblen Prozess geleistet werden kann.

Bei reversiblen Prozessen gilt für die Änderung <math>dS_{\mathrm{rev}}</math> der [[Entropie]] ''S'':

:<math>dS_{\mathrm{rev}} = \frac {\delta Q_{\mathrm{rev}}}{T}</math>

Dabei ist
* <math>\delta Q_{\mathrm{rev}}</math> die umgesetzte [[Wärmemenge]]
* ''T'' die [[absolute Temperatur]], bei der der Prozess abläuft.

Daraus lässt sich für reversible [[Kreisprozess]]e (zum Beispiel für den idealen [[Carnot-Prozess]]) folgern, dass keine Entropieänderung erfolgt:

:<math>\Rightarrow \Delta S = \oint \frac{\delta Q_{\mathrm{rev}}}{T} = 0 </math>

Dagegen gilt für die Entropieänderung des Systems irreversibler Prozesse:

:<math>dS_{\mathrm{irrev}}>dS_{\mathrm{rev}}</math>

Beispiele für irreversible Zustandsänderungen sind
* die [[Wärmeleitung]] bei endlichen Temperaturunterschieden
* die Durchmischung von Gasen oder Flüssigkeiten (Ausgleich von [[Partialdruck]]unterschieden)
* [[Expansionsventil|Drosselung]] (Umwandlung von Druck in Bewegung)
* [[Reibung]] (Umwandlung von Bewegung in Wärme).

== Literatur ==
* [[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 ==
<references />

[[Kategorie:Thermodynamik]]

Reversibler Prozess - Versionsgeschichte

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