Transformation irréversible / réversible - état d'équilibre

I – Exemples de transformation irréversible - état d'équilibre

détente d'un gaz comprimé :

Irréversibilité : on ouvre le robinet de la bouteille. A partir de ce moment, on est dans une situation d'irréversibilité : le gaz ne peut que se détendre dans l'atmosphère et non l'inverse.

Equilibre : la transformation s'arrête lorsque les pressions extérieures et intérieures sont égales ; c'est l'état d'équilibre.

changement d'état physique :

On immerge un récipient contenant de l'eau à 20 °C dans un bain d'azote liquide (- 196 °C). Spontanément, l'eau ne peut que geler, c'est une transformation irréversible.

réaction chimique :

Une lame de fer plongée dans une solution d'acide se transforme  de manière irréversible en ions Fe³⁺ qui passent en solution et on obtient du dihydrogène H₂ qui se dégage.

 

II - Exemples de transformation réversible

changement de température d'un corps pur

On pose un récipient contenant 1 L d'eau à 20 °C sur une plaque chauffante afin que la température de l'eau s'élève progressivement (par d'infinies étapes successives) jusqu'à 80 °C. Si on stoppe le chauffage, on observe un refroidissement continu faisant passer le liquide par les mêmes étapes que précédemment.

C'est une transformation réalisée dans des conditions réversibles.

changement d'état physique :

L'eau est maintenant portée à 100 °C et on maintient le chauffage de la plaque chauffante. On observe alors la vaporisation de l'eau, la température restant constante (100 °C) tant qu'il reste de l'eau liquide dans le récipient. Un changement d'état physique, à la température normale de la transformation (100 °C pour la vaporisation de l'eau liquide sous une pression de 10⁵ Pa), est une transformation réversible ; la condensation (réaction inverse) se fera à la même température.