عملية غير عكوسة

عملية غير عكوسة في الفيزياء والكيمياء، تكون عملية غير عكوسة إذا لم يمكن اتمامها في الاتجاه العكسي. مثال على ذلك الكوب الزجاجي الذي يسقط من المائدة وينكسر. ويعهد العالم رودولف كلاوسيوس هذه العملية بأنها غير عكوسة، حيث لا يستعيد من نفسه حالته الأولى. وفي الواقع فلم يرى أحد منا حتى تجمعت الأجزاء المكسورة من كوب وقفزت إلى المائدة وأعادت الكوب سليما . وكذلك حال البيضة التي تقع من على المائدة، تلك عمليات غير عكوسة .

في الفيزياء

قدم ماكس بلانك تعريفا أدق لغير العكوسة ، فلنتصور أننا نعيد اكوب سليما عن طريق صهره وتشكيله ثم نضعه على المائدة . عندئذ تعود الحالة الأولى إلى طبيعتها ((كوب على المنضدة) ولكن وصلنا إلى ذلك بطريقة أخرى . فأثناء عملية الصهر والتشكيل فقد قمنا بوضعيات غير عكوسة أخرى . أي حتى محاولتنا لأن نـُرجع عملية غير عكوسة يؤدي إلى أداء عمليات غير عكوسة ، مما يغير من حالة الوسط المحيط تغييرا كبيرا .

ومن يرعي الانتباه حتى الافتراضات البسيطة في صياغة قوانين الترموديناميك وما اتىت به بشأن الإنتروبية لم بحاجة إلى تفسيرات الميكانيكا الإحصائية ولم بحاجة إلى دراسة مستفيضة لعملية عكوسة مثلما نجد في دورة كارنو.

ولكننا نجد حتى مسألة "غير العكوسة" لا تقتصر فقط على فهم الحركة الحرارية (ترموديناميك) وإنما نجدها أيضا في الميكانيكا الإحصائية وكذلك في الميكانيكا التقليدية وفي بعض مسائل ميكانيكا الكم. ففي الميكانيكا على سبيل المثال تعهد عملية غير عكوسة بأنها يحدثتلك العملية التي لا تعود إلى حاتها الأصلية عند عكس اتجاه حركة الأجسام . فنجد حتى صياغة لاجرانغ وصياغة هاميلتون في الميكانيكا تكون عكوسة ، كما حتى ميكانيكا الكم تعتبر عكوسة، ولكن :

جميع العمليات التي يحدث فيها احتكاك فهي في الميكانيكا تكون غير عكوسة .

في التطور

نلاحظ حتى مسيرة التطور في عمليات نشأة كائن حي وتتكوين أعضائه ، وتكوين حواسه ، وكذلك بلوغه الجسماني كلها عمليات غير عكوسة. فإن تطور الكائن الحي عبر سنوات معيشته عملية غير عكوسة . يمكن التأثير عليها وخلخلتها ، ولكن لا يمكن أعادتها إلى حالة مضت ، وهذا ينطبق أيضا على حياة البشر .

في الطب

في الطب لا يمكن بعد علاج المريض من سقم أصابه ، أوبعد علاجه من إصابة أوتسمم إعادة الجسم إلى حالته الأصلية ، تلك العمليات تؤثر على الجسم بطريقة غير عكوسة .

في الكيمياء

في الكيمياء نعهد التفاعل الذي لا يمكن إجرائه في الاتجاه المعاكس في معزل بأنها "غير عكوسة" . فمثلا عندما يتحد الكربون مع الأكسجين ويتكون ثاني أكسيد الكربون لا يمكن حتى يتفكك مرة اخرى إلى كربون واكسجين.

التفاعلات غير العكوسة هي تفاعلات تحدث في اتجاه واحد حيث لا تستطيع المواد الناتجة من التفاعل حتى يتحد بعضها مع الآخر مرة ثانية لتكوين المواد الداخلة في التفاعل تحت ظروف التجربة أوأي ظروف معملية أخرى .

تكون اتفاعلات غير عكوسة عندماقد يكون تغير الطاقة الحرة كبيراً (أكبر من 30 كيلوجول/مول)، بالتالي فإن ثابت التوازن الكيميائي كبير ( log K أكبر من 3)، بالتالي فإن التفاعل عملياً يسير باتجاه واحد

في الزراعة

ما يحدث في محصول من فساد ، وما يصيب الأرض الزراعية من أضرار ، وما يصيب الثروة الحيوانية من أضرار أوموت بعضها لا يمكن أعادتها إلى حالتها الأصلية . جميع ذلك غير عكوسي .

في القانون

تطبيق حكم الإعدام على إنسان غير عكوسي. كما حتى الحكم بالسجن غير عكوسي بسبب مرور الوقت .

في البيئة

كل ما يحدث في البيئة غير عكوسي ، ازدياد ثاني أكسيد الكربون وتلوث الجو، وتلوث الأرض الخصبة ، وتلوث المياه ، كذلك عمليات التعرية التي تحدث للجبال والتضاريس .

ماذا عن السينما ؟

عملية غير عكوسة ، بدون تعليق !

لتوضيح غير العكوسة تتنتخيل الآتي : نقوم بتصوير عملية ما في فيلم ، ثم نقوم بعرضه من الآخر إلى الأول . فهل يمكن حتى تسير تلك العملية المصورة في الفيلم حتى تتم في الطبيعة ، إذا كان هذا السؤال بالإيجاب ، تكون العملية الأصلية عكوسة . وإذا لا تحدث العملية في الطبيعة فإنها غير عكوسة . ويمكن هنا تعريف العكوسة وغير العكوسة بربطهما بالتعبيرين "ممكن" أو"غير ممكن" .

قام أحد الفنانين الألمان يسمى روبرت بوش برسم فكاهي للتعبير عن "غير العكوسة" . وكان جميع قصصه الفكاهية تتعلق بولدين أشقياء هما "ماكس " و"موريس" ، يغلبان المدرس في المدرسة ، ويشاكسا الجيران ، وغير ذلك . واخترع الفنان الطريقة المرسومة هنا للخلاص منهما ، وهي تفسر لنا غير العكوسة بطريقة الفكاهة .

مراجع

^ Lucia, Umberto (1998). "Maximum principle and open systems including two-phase flows". Revue Gènèrale de Thermique. 37: 813–817. doi:10.1016/s0035-3159(98)80007-x.
^ Lucia, U (2008). "Statistical approach of the irreversible entropy variation". Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. 387 (14): 3454–3460. Bibcode:2008PhyA..387.3454L. doi:10.1016/j.physa.2008.02.002.
^ نسخة محفوظة 09 مارس 2017 على مسقط واي باك مشين.