reversiibiteettiä

Reversiibiteettiä tarkoitetaan kykyä palauttaa järjestelmä ja sen ympäristö alkuperäiseen tilaan ilman nettomuutosta. Käsite esiintyy erityisesti termodyniamiikassa, mutta sitä sovelletaan myös kemiassa, fysiikassa ja laskennassa.

Termodynamiikassa reversiibin prosessin ideali kuvaa tilannetta, jossa prosessi etenee quasi-staattisena eli erittäin hitaasti ja järjestelmä pysyy koko ajan ympäristön tasapainossa. Tällöin dissipatiivisia ilmiöitä, kuten kitkaa, ei synny ja lämpö siirtyy vain niin pienillä lämpötilaeroilla kuin on käytännössä mahdollista. Kokonaisuudessa entropian muutos on nolla; systeemi ja ympäristö palautuvat alkuperäiseen tilaan. Reversiibin prosessin avulla voidaan määritellä esimerkiksi Carnot-syklin teho- ja hyötysuhde, jotka asettavat kytköksen ideaalisen hyötysuhteen ja todellisten koneiden suorituskykyrajoihin.

Irreversiivi prosessi puolestaan syntyy, kun dissipatiivisia tekijöitä esiintyy: kitkaa, sekoittumista, nopeita muutoksia, lämpötilojen suuria eroja tai epäjatkuvuuksia tilassa. Tällöin entropia kasvaa ja energiaa menetetään tehokkaassa hyödyntämisessä. Reversiibiteetin aste antaa usein teoreettisen ylärajan prosessin tehokkuudelle.

Kemiassa reaktiot voivat olla reversiibeliä, kun etenevän ja taaksepäin tapahtuvan reaktion välillä on tasapaino, ja reaaktioissa vapautuva energia ja tila voivat palautua alkuperäisiksi. Fysiikassa ja informaatiotekniikassa käsitellään myös ajan kääntyvyydellä ja palautuvuudella, sekä periaatteita kuten mikroskooppinen reversiibilius ja rekisteröitävissä olevat tilamuutokset.

Reversiibiteetti toimii teoreettisena työkaluna rajoja ja ideaalitilanteita kuvattaessa sekä käytännön prosessien suunnittelun vertailukohtana.