IV. ALGO SOBRE PROCESOS IRREVERSIBLES
SUPONGAMOS que se tiene agua en un vaso y que en cierto instante se vierten dentro de �ste varias gotas de tinta negra (Figura 7). Observaremos que, al transcurrir el tiempo, varias partes del agua empiezan a oscurecerse. En instantes posteriores, otras porciones del agua, que antes permanec�an transparentes empiezan a colorearse. Esto ocurre hasta que, finalmente, toda el agua se oscurece. Una vez que esto sucede, el agua permanecer� indefinidamente as�, a menos que se le haga algo.
Figura 7. La difusi�n de gotas de tinta en agua es un proceso irreversible.
En esta experiencia la tinta, que inicialmente estaba en la parte superior del vaso, se difundi� hasta que se homogeniz� dentro del l�quido. Al final del proceso la tinta qued� distribuida uniformemente dentro del agua. Una vez que se ha llegado a la situaci�n uniforme, logra un estado de equilibrio.
El proceso por medio del cual se alcanza este estado es, en el ejemplo descrito, irreversible. Se le califica de esta manera porque no se da el caso de que en forma espont�nea la tinta se recoja en alg�n lugar del agua. Por ejemplo, no ocurre que la tinta vuelva a formar las gotas que originalmente se vertieron.
Otro ejemplo ser�a el mencionado en el cap�tulo II: si dos cuerpos que est�n inicialmente a dos temperaturas distintas se ponen en contacto, el cuerpo caliente se enfr�a y el cuerpo fr�o se calienta, hasta que ambos adquieren la misma temperatura. Esta temperatura com�n tiene un valor intermedio considerando las temperaturas iniciales. Una vez que los cuerpos tienen la misma temperatura la conservar�n indefinidamente. Se dice, otra vez, que han llegado a un estado de equilibrio.
Este proceso tambi�n es irreversible, ya que por m�s tiempo que esperemos, no ocurre que de pronto uno de los cuerpos empiece a enfriarse y el otro a calentarse.
Un n�mero muy grande de los fen�menos que conocemos son irreversibles. Adem�s de los que acabamos de describir se pueden mencionar, por ejemplo, el envejecimiento de las personas, la disipaci�n de energ�a mec�nica por fricci�n en cualquier motor, la disipaci�n de la energ�a al fluir una corriente el�ctrica por un conductor, etc�tera.
Un ejemplo m�s de proceso irreversible es el movimiento browniano. En efecto, si inicialmente la part�cula suspendida ten�a cierta velocidad y cierta posici�n, despu�s de un tiempo dado y en particular en el r�gimen en que el desplazamiento cuadr�tico medio es lineal en el tiempo, la posici�n de la part�cula y su velocidad ya no vuelven a tomar los valores que ten�an inicialmente. Esto significa que la part�cula no regresa al estado que ten�a inicialmente. Por tanto, el movimiento browniano es un proceso irreversible.
Nos podemos dar cuenta de que en los distintos fen�menos irreversibles que hemos descrito va siempre involucrado un tiempo muy especial. Este tiempo es el que tarda el sistema en lograr el estado de equilibrio. Por ejemplo, en el caso de la difusi�n de la tinta en el agua, este tiempo es el que transcurre desde que se vierten las gotas de agua hasta que la coloraci�n es uniforme. En el caso de los cuerpos a distintas temperaturas, �ste es el que ellos tardan en alcanzar la temperatura com�n. A este tiempo se le llama tiempo de relajaci�n del sistema.
Dado que los procesos irreversibles son tan frecuentes es muy importante poder entenderlos. En particular es de inter�s saber de qu� factores depende el tiempo de relajaci�n de un sistema.
