ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Равновесные и обратимые процессы из "Теплотехника " Состояние газа, при котором во всех точках занимаемого им объема параметры его имеют одно и то же значение, называют равновесным. Для простоты при исследовании термодинамических процессов считают, что эти процессы представляют собой непрерывную последовательность переходов рабочего тела из одного равновесного состояния в другое, бесконечно близкое к нему равновесное состряние. [c.15] Выясним на основе рассмотрения примеров механического и теплового равновесия, каковы должны быть условия, обеспечивающие равновесный характер протекания процесса. [c.15] Пусть рабочее тело помещено в цилиндр и состояние его изменяется в результате сжатия поршнем, на который воздействуют усилия, оказываемые окружающей средой. Если под действием этих усилий поршень будет перемещаться в цилиндре с большой скоростью, в газе возникнут вихревые токи, давление рабочего тела не будет успевать выравниваться по всему объему цилиндра и в областях, близко прилегающих к поршню, давление будет больше, чем в удаленных от поршня областях цилиндра. При таком протекании процесса условие равновесного состояния соблюдаться не будет. [c.15] Отсюда следует, что для обеспечения равновесности процесса необходимо, чтобы он протекал бесконечно медленно, так как только при соблюдении этого условия давление рабочего тела будет успевать на всех стадиях процесса выравниваться по всему объему, занимаемому рабочим телом. [c.15] В том случае, когда рассмотренные выше механические и термические взаимодействия окружающей среды и рабочего тела при достаточно большой разности параметров их состояния будут проявляться одновременно, в каждый момент времени состояние рабочего тела не будет равновесным, а следовательно, не будет равновесным и процесс. [c.16] Из сказанного можно сделать вывод, что равновесное состояние рабочего тела в течение всего термодинамического процесса может быть обеспечено, если процесс будет протекать бесконечно медленно при бесконечно малой разности температур и давлений окружающей среды и рабочего тела. Следовательно, для обеспечения внутреннего равновесия рабочего тела в течение всего процесса необходимо обеспечить соблюдение непрерывного равновесия между рабочим телом и окружающей средой. [c.16] Из представления о равновесных процессах вытекает и представление об их обратимости. Если процесс происходит в результате бесконечно малых и сменяющих одна другую разностей давления dp и температур dT рабочего тела и внешней среды, то количественные соотношения между механическими и тепловыми воздействиями, определяющие взаимодействие рабочего тела и окружающей среды, по абсолютной величине будут одинаковы независимо от з ака dp и dT, т. е. иначе говоря, от направления процесса. В этом состоит характерная особенность обратимых процессов, заключающаяся в том, что в этих случаях рабочее тело в течение обратного процесса проходит в обратной последовательности через все состояния прямого процесса, а окружающая среда с возвращением в исходное состояние рабочего тела, также пройдя в обратной последовательности через все состояния прямого процесса, тоже возвращается в свое исходное состояние. [c.16] Процесс может быть обратимым, если он протекает без трения, завихрений и толчков. Отсутствие этих факторов является вторым условием обратимости процесса. [c.16] Все действительные процессы не являются обратимыми. В зависимости от условий и характера протекания, т. е. величины разности параметров рабочего тела и окружающей среды и наличия трения, завихрений, толчков и скорости протекания, реальные процессы в той или иной мере приближаются к равновесным, причем эта степень приближения тем больше, чем медленнее протекают реальные процессы и чем меньше разность параметров состояния рабочих тел и окружающей среды. [c.16] Опыт показывает, что даже в случаях несоблюдения равновесия между рабочим телом и окружающей средой часто процесс, совершаемый рабочим телом, можно практически считать равновесным, поскольку в каждый данный момент времени в своей подавляющей части рабочее тело характеризуется почти полным внутренним равновесием. [c.16] ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. [c.17] Вернуться к основной статье