Квазистатический процесс

Мы видели, что равновесное состояние однородных тел определяется заданием трех макроскопических параметров. Например, числом частиц, объемом и внутренней энергией, или числом частиц, объемом и температурой, или какой-нибудь другой их тройкой из-за наличия функциональных связей между различными макроскопическими величинами одни из них можно выражать через другие. Если же ограничиться рассмотрением систем с постоянным числом частиц, то их равновесные состояния будут вполне определяться только парой макроскопических параметров. Поэтому для таких систем равновесные состояния удобно изображать точками плоскости, откладывая по декартовым осям значения соответствующих величин. При этом квазистатические процессы будут изображаться линиями, представляющими геометрическое место точек, через которые проходит система. [c.104]

Следует обратить внимание на то, что скорость процесса, какой бы малой она ни была, сама по себе не является еще признаком его равновесности. Любой квазистатический процесс должен быть таковым на всех стадиях и, следовательно, должен начинаться с равновесного состояния системы. Например, процесс теплопередачи между телами с разными температурами, несмотря на то, что его можно сделать сколь угодно медленным, не может быть квазистатическим, поскольку условием теплового равновесия служит равенство температур. Исходное [c.39]

При квазистатических процессах силы Xj° и Xj равны друг другу по величине, поэтому надстрочные индексы обычно опускаются, что может служить причиной недоразумений, если не учитывать сказанного выше. [c.43]

Если свойства переохлажденной жидкости не изучены экспери. ментально, их можно оценить, экстраполируя свойства равновесной жидкости на необходимые значения переменных Г, Р. Для остальных стадий процессов, как легко заметить, необходимы сведения только о свойствах равновесных состояний и функциях квазистатических процессов. [c.75]

Еще одним важным обстоятельством при формулировке концепции устойчивости конструкций является учет ползучести материала. В связи с этим исследование квазистатических процессов нагружения упругопластических систем с учетом ползучести материала удобно разбить на два этапа, происходящих в обобщенном времени т 1) этап квазистатического процесса нагружения по заданной истории и 2) этап процесса ползучести системы во времени при постоянной внешней нагрузке после остановки процесса нагружения. При этом считается, что на первом этапе ползучесть проявиться не успевает и за параметр прослеживания процесса принимается параметр внешней консервативной нагрузки т = р. На втором этапе процесс протекает во времени, значительно большем, чем требуется для процесса нагружения до заданного уровня. За параметр прослеживания процесса т берется время t. В условиях нормальной температуры с выходом в пластическую стадию деформирования в материалах, как правило, развивается ограниченная ползучесть. В этих условиях правомерна постановка задачи устойчивости на неограниченном интервале времени с определением так называемой длительной критической нагрузки. Кривые 1 на рис. [c.323]

Как видно из (4.19) и (4.20), в случае адиабатического и изотермического квазистатических процессов потенциалом служит работа внешних сил и она может быть определена из равенства [c.64]

Такой вывод, однако, превышает то, что в действительности выражает соотношение (7.1), полученное при анализе квазистатических процессов и устанавливающее, что абсолютная температура Т не может менять знак при квазистатическом переходе из одного равновесного состояния в другое. Поэтому оно оставляет открытым вопрос об изменении знака Т, если система переходит из одного равновесного состояния в другое нестатическим путем. [c.136]

Основное уравнение термодинамики для квазистатических процессов позволяет, как мы видели, ввести ряд термодинамических потенциалов, с помощью которых можно исследовать поведение термодинамических систем при этих процессах. Покажем теперь, что основное неравенство термодинамики для нестатических процессов дает возможность с помощью введенных термодинамических потенциалов установить общие условия термодинамического равновесия и устойчивости различных систем. С точки зрения термодинамики эти условия являются достаточными однако, допуская, в соответствии с опытом, существование флуктуаций в системах (и, следовательно, выходя за рамки исходных положений термодинамики), можно доказать, что они являются также и необходимыми. [c.98]

Квазистатические процессы обладают свойством обратимости, т. е. в них может быть изменено направление процесса на обратное. [c.11]

Работу сил давления при изменении объема системы называют деформационной работой. Работа деформации в квазистатическом процессе определяется следующим образом. [c.29]

Для конечного квазистатического процесса [c.29]

В равновесных квазистатических процессах давления рабочего тела и окружающей среды равны это давление и подставляется в формулы (4.36) и (4.37). В действительных процессах (неравновесных) работа может происходить только при значительной разности [c.46]

В результате при сжатии необходимо совершить большую работу, чем в обратимом квазистатическом процессе. Наоборот, 13 процессе расширения газа действительная работа будет меньше, чем полученная в обратимом процессе. [c.47]

Предельным понятием является вполне равновесный процесс, который представляет собой совокупность последовательно проходимых системой состояний равновесия. Степень приближения квазистатического процесса к вполне равновесному процессу будет тем больше, чем меньше скорость изменения состояния системы. [c.19]

Рассмотрим квазистатические процессы, т. е. процессы, происходящие настолько медленно, что их можно рассматривать как последовательную смену равновесных состояний газовой среды. [c.409]

Обратимся теперь к рассмотрению квазистатических процессов, т. е. процессов, происходящих настолько медленно, что [c.430]

Очевидно, для квазистатических процессов любая функция состояния системы зависит лишь от температуры и набора независимых внешних параметров, соответствующих данному моменту времени. [c.33]

Из определения обратимого процесса следует, что всякий квазистатический процесс является обратимым. Это очевидно, так как при достаточно медленных изменениях прямой и обратный процессы состоят из одних и тех же состояний. [c.26]

Равновесный (квазистатический) процесс является процессом обратимым. По определению равновесный процесс представляет собой последовательность равновесных (статических) состояний, в которых соблюдается механическое (поле давлений однородно) и термическое (поле температур однородно) равновесие. Переход от одного состояния к другому неминуемо связан с нарушением равновесия движение поршня нарушает однородное поле давлений, так как при сжатии газа у поверхности поршня возникает область повышенного давления подвод теплоты вызывает нарушение однородного поля температуры, так как в месте подвода температура возрастает. В практическом смысле процесс можно считать равновесным тогда, когда до начала следующего перехода (элементарное перемещение поршня или подвод элементарного количества теплоты) возмущения, [c.46]

И квазистатических процессов в тех случаях, когда размеры микронеоднородностей малы по сравнению (i) с размерами рассматриваемых образца или макроструктуры, (ii) с расстояниями между точками, в которых приложены силы и/или заданы перемещения. Если, например, к телу приложены сосредоточенные нагрузки и/или тело содержит трещины и надрезы, то от этой теории нельзя ожидать точных значений напряжений и деформаций в областях концентрации напряжений. Для динамических задач размеры микронеоднородностей должны быть много меньше длин волн. [c.107]

Наряду с динамическими и статическими имеются и так называемые квазистатические процессы. Это процессы, применительно к которым можно считать силы инерции такими, что внутренние усилия успевают следить за внешними силами,— в любой момент времени имеет место равновесие. В таком случае время выступает как параметр состояния. [c.8]

Важность и значение термодинамического метода состоит в том, что он позволяет получать основные закономерности квазистатических процессов, не вскрывая их молекулярного механизма. [c.148]

Обратимый процесс можно представить как непрерывную последовательность равновесных состояний, т.е. как квазистатический процесс. [c.149]

Первое начало термодинамики выражает закон сохранения энергии в применении к преобразованиям механической энергии в тепловую и обратно. Для квазистатических процессов его можно сформулировать следующим образом подведенное к единице массы газа элементарное количество теплоты dQ расходуется на повышение внутренней энергии газа dU и на выполнение работы расширения pdv [c.149]

Обратимым процессом называется такой квазистатический процесс, который может быть проведен в обратном направлении через все промежуточные состояния прямого процесса и который имеет единственным своим результатом возвращение системы в первоначальное состояние. [c.41]

Уравнения закона сохранения и превращения энергии в форме (17), (18) и (21) имеют существенные отличия. Уравнения (17) и (18) справедливы для всех процессов, протекающих в природе, т. е. для неравновесных процессов. Уравнение (21) справедливо лишь для квазистатического процесса, ибо только для такого процесса возможно определение работы как произведения давления системы на изменение ее объема. [c.23]

Заметим, что в квазистатических процессах, при тепловом и механическом равновесии газообразной и конден- [c.5]

Сперва определяется время, которое требуется, чтобы достичь на поверхности температуры Т . По этому времени по двум другим графикам можно найти соответственно температуру центра шара н среднюю температуру шара (на графиках дана пропорциональная последней величина количества тепла, воспринятого шаром). Найденное таким способом время прогрева будет несколько уменьшено по сравнению с действительным, так как параллельно с нагревом идет испарение, на которое расходуется некоторое количество тепла. В дальнейших расчетах эта ошибка частично компенсируется тем, что время горения при квазистатическом процессе несколько преувеличивается, поскольку расчет проводится для полного веса капли. [c.203]

Канал МГД генератора 418 Карбюратор 320 Каскадное дросселирование — см. Дросселирование через пористую пробку Каскадный метод ожижения газов — см. Метод Пикте Квазистатический процесс — см. Равновесный процесс Кельвин II 12 [c.505]

Для изображения равновесных состояний и квазистатических процессов систем с постоянным числом частиц можно с тем же успехом использовать плоскость ТЗ. На этой плоскости простой геометрический смысл получает количество тепла, отданного системой в течение процесса. По формуле (5.6) при бесконечно малом изменении энтропии тело отдает тепло АН = - с1 = - Т сГУ, и эта величина есть площадь полоски, заштрихованной на рис.5.4, если понимать ее опять с тем же условием о знаках. Полное же количество теплоты, отданное телом, например, в процессе 1а2, показанном на этом рисунке, по величине и по знаку равно площади 1а252 5 под линией, изображающей процесс. В данном случае эта площадь отрицательна, и это значит, что на самом деле система тепло получает. [c.106]

Причиной и движущей силой термодинамического процесса является разность температур, давлений, химических потенциалов компонентов и других термодинамических сил (см, 2) в разных точках внутри системы или на ее границах с внешней средой. Согласно определению квазистатического процесса допустимы лишь бесконечно малые изменения указанных интенсивных свойств на конечных расстояниях. Но рассмотренный выше критерий окончания релаксационного процесса (4.4) может служкть и критерием практической равновесности реального процесса. Из него следует, что скорость процесса, который ни по каким признакам неотличим от равновесного, может быть значительной, если в системе происходит быстрая релаксация по всем переменным. Например, при взрывах равновесие иногда достигается за стотысячные доли секунды, и модель квази-. статического процесса оказывается правдоподобной даже при значительной скорости изменения свойств системы. [c.39]

Особого внимания заслуживает возможность квазистатиче-ского перехода от неравновесного состояния к равновесному на одно равновесное состояиие системы приходится бесчисленное множество возможных неравновесных, поэтому вместо прямого экспериментального изучения релаксационного процесса значительно эффективнее определять экспериментально немногие термодинамические свойства равновесной системы и функции квазистатических процессов, а большое число функций неравновесных состояний и нестатических процессов рассчитывать теоретически, используя указанную возможность. На рис. 2 схематически показана так называемая (Р, Г)-диаграмма фазовых состояний одно1Компонентной системы, например воды. Кривые на такой диаграмме указывают условия (давление и температуру), при которых в равновесии между собой находятся попарно кристаллическая А , жидкая и газообразная [c.73]

Различают динамический и квазистатический процессы нагружения. Во втором случае процесс нагружения образца, вообщ,е говоря, не есть смена равновесных состояний. Последние при неизменных во времени нагрузках в Л-образцах (телах) наступают после кратковременной ползучести. Будем условно считать, что такие тела имеют склерономные свойства. Если равновесные состояния при постоянных нагрузках вообще не достигаются, то такие тела обладают реономными свойствами. Тела со склерономными свойствами являются идеализацией реальных физических тел и для них время t является не существенной переменной, а переменной, характеризующей последовательность наступления различных механических состояний. Б реономных телах время t имеет существенное значение для описания не только последовательности состояний тела, но и скорости их смены. [c.80]

Магнитное поле при включении не сразу достигает своей конечной величины, а устанавливается в течение определенного промежутка времени. Этот промежуток времени настолько велик по сравнению с периодом обращения эле Строна, что весь процесс можно рассматривать как очень медленный, подобно квазистатическим процессам в термодинамике. Поэтому в каждый момент времени должно соблюдаться равенство между суммой квазиупругой силы и силы Лоренца, с одной стороны, и центростремительной силой — с другой. Однако центростремительная сила будет меняться, потому что возрастание магнитного поля по закону электромагнитной индукции влечет за собой появление вихревого электрического поля с осью симметрии, совпадающей с направлением магнитного поля. Именно это электрическое поле в силу своего вихревого характера ускоряет электрон, изменяя кинетическую энергию его орбитального движения. Сила Лоренца не может изменить частоту обращения, так как она направлена перпендикулярно к скорости и, следовательно, никакой работы совершить не может. [c.108]

Указание, что при квазистатических процессах все параметры (как интенсивные, так и экстенсивные) изменяются физически бесконечно медленно, исключает введение ненужного для термодинамических исследований тюнятия [c.23]

В научной и учебной литературе часто приходится встречать утверждение о том, что закон возрастания энтропии и закон о существовании энтропии являются независимыми положениями и поэтому с последним вполне совместимо противоположное утверждение закон убывания энтропии или какое-нибудь другое. Необходимо, однако, заметить следующее. Как мы видели, если принять термодинамическую температуру (в случаях обычных систем) положительной, то с законом существования энтропии совместим только закон возрастания энтропии и несовместим закон убывания энтропии. Если же считать термодинамическую температуру отрицательной, то все будет наоборот. Вывод о том, что термодинамическая температура не может менять знака (при квазистатических процессах), является следствием сущест- [c.81]

Процесс перехода системы из состояния 1 в 2 называется обратимым, если возвращение этой системы в исходное состояние из 2 в 1 можно осуществить без каких бы то ни было изменений в окружающих внешних телах. Процесс же перехода системы из состояния 1 в 2 называется необратимым, если обратный переход системы из 2 в 1 нельзя осуществить без изменений в окружающих телах. Очевидно, что всякий квазистатический процесс является обратимым. Действительно, при квазистатичеоком процессе состояние системы в каждый момент полностью определяется внешними параметрами и температурой, поэтому при равновесных изменениях этих параметров в обратном порядке система также в обратном порядке пройдет все состояния и придет в начальное состояние, не вызвав никакого изменения в окружающих телах. [c.44]

Если процесс протекает настолько медленно, что в каждый момент времени успевает установиться равновесие, то такой процесс носит название квазиспштического. В ходе квазистатического процесса система и окружающая среда в каждый момент времени находятся в квазиравновесных состояниях. [c.11]

Все реальные, осуществляемые человеком в его целях, процессы — суть процессы нестатические. Процессы ква-зистатические — суть абстрактные, идеальные процессы. Искусственно осуществить квазистатический процесс невозможно. Но, как было показано на примере, в условиях такого процесса величину внешнего воздействия (в данном случае — работу) в простой форме можно определить через параметры самой системы. Это открывает путь для количественного анализа. Поэтому понятие о квазистатическом процессе в термодинамике является понятием эталона, мерой сравнения и оценки реальных процессов. Весь аппарат-термодинамического метода исследования строится на основе понятия о квазистатическом процессе, позволяющем в наиболее простой и удобной для анализа форме записывать величину внешнего воздействия. Вот почему М. Ф. Окатов и И. Д. ван-дер-Ваальс цикл своих лекций назвали Курсом термостатики , подчеркивая тем самым квазистатический характер рассматриваемых процессов. Учитывая характер изучаемых процессов, можно было бы назвать эту науку и Термодинастатикой . [c.14]

Нельзя ли представить неравновесный процесс, идущим в обратном направлении точно по пути подобного ему прямого неравновесного процесса Нет, нельзя, так как прямой и обра1ный неравновесные процессы протекают по разные стороны от подобного квазистатиче-ского процесса (рис. 6) (непосредственно это следует из уравнения (14). Внешняя работа квазистатического процесса больше, чем работа неравновесного. Поэтому в применении к термомеханической системе обратимые процессы — это такие процессы, в результате которых внешняя работа максимальна, в то время, как в процессах необратимых, внешняя работа всегда меньше этой максимальной. Необратимые процессы могут приближаться к обратимым, как к своему пределу. Можно представить другой предельный случай, когда процесс максимально необратим, в этом случае в результате процесса не возникает никаких явлений, которые могут способствовать возвращению системы в исходное состояние. [c.27]

КВАЗИСТАТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС в термодинамике— бесконечно медленный переход тсрмо-дипамич. системы из одного равновесного состояния в другое, при к-ром термодинамич. состояние в любой момент времени бесконечно мало отличается от равновесного и его можно рассматривать как состояние равновесия термодинамического. Внутр. равновесие в системе при К. п. устанавливается значительно быстрее, чем происходит изменение внеш. физ, параметров. [c.261]

Аналогичные нестатические процессы широко встречаются и в двухфазных средах при возникновении фазовых переходов, а именно в тех случаях, когда скорость изменения параметров в потоке превосходит скорость образования ядер конденсации в паре и ядер испарения (пузырьков пара) в самоиспаряющейся жидкости. Для выявления некоторых особенностей метастабильных состояний интересно рассмотреть систему [Л. 33], описываемую уравнением Ван-дер-Ва-альса. При температуре ниже критической изотерма имеет вид, изображенный на рис. 2-1. На нем часть изотермы СЕ соответствует газообразному состоянию, а BF — жидкому. Участок СВ отвечает неустойчивому состоянию системы. При изотермическом сжатии состояние системы меняется по ED, причем для квазистатических процессов газ начнет конденсироваться в точке D и изменение состояния при дальнейшем сжатии будет соответствовать прямолинейному участку изотермы DA. При определенных условиях для чистых веществ удается получить газообразные состояния, соответствующие участку изотермы D. Аналогично если в жидкости нет пузырьков газа, то при изотермическом расширении достигаются состояния, соответствующие участку АВ. Однородные состояния, изображенные участками изотерм [c.25]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...