Состояние квазистатическое изменение

Если в процессе квазистатического изменения состояния рабочего тела энтропия (термический заряд) остается неизменной, то такой процесс называется адиабатным (или изоэнтропийным). Аналитически это условие можно выразить следующим образом [c.96]

Обратимые и необратимые циклы- Пусть изучаемая система переходит из состояния а в это же состояние а, а термостат — из состояния р в состояние Р, причем процесс перехода (а, Р)—>-—(а, Р ) является обратимым. В этом случае переход а а называют обратимым циклом. Если этот процесс необратим, то цикл называют необратимым. В случае квазистатического изменения процесс обратим на каждой стадии. [c.73]

При квазистатическом изменении состояния моля идеального газа изменение энтропии 3 определяется соотношением (2.16) [c.110]

При квазистатическом изменении состояния идеального газа, которому соответствуют кривые на фиг. 34, имеет мест следующее равенство [см. гл. 1, пример В, соотношения (1) и (3)1 [c.111]

Процесс называется равновесным или квазистатическим, если все параметры системы меняются физически бесконечно медленно, так что система все время находится в равновесных состояниях. Физически бесконечно медленным или квазистатическим изменением какого-либо параметра а называют такое его изменение со временем, когда скорость значительно меньше средней скорости изменения этого параметра при релаксации. Итак, 18 [c.18]

К задаче 1.10. Процесс расширения газа в пустоту является необратимым, поэтому, несмотря на его адиабатичность, энтропия газа при этом увеличивается AS = S, — Sj > G). Основываясь на том, что, согласно второму закону термодинамики, энтропия является однозначной функцией состояния, величину изменения энтропии AS при необратимом процессе можно найти, переводя систему из начального состояния в конечное каким-либо квазистатическим путем и определяя AS по этому пути. В случае идеального газа в качестве такого пути можно взять изотермический процесс, поскольку при расширении газа в пустоту температура в начальном и конечном состояниях одинакова. Поэтому имеем [c.55]

В области температур ниже точки Кюри, когда в системе существует спонтанная намагниченность, однозначного соответствия величин М и В с Я уже нет, обратимых квазистатических изменений термодинамических состояний тоже нет, в связи с чем рассмотрение конкретных проблем сильно усложняется. Приведем в утешение один пример, когда решение термодинамической задачи основывается на полученных выражениях для 8W, I начале термодинамики и заданной (измеренной или взятой из справочника) петли гистерезиса ферромагнитного материала (этот пример настолько прост, что не хочется выделять его в виде отдельной задачи). [c.159]

В действительности обе стадии, и нестатическая химическая реакция, и теплообмен с окружением, могут, конечно, протекать одновременно. Изменение температуры (Т —Т) зависит от соотношения скоростей этих процессов, причем Qk в этом случае по абсолютной величине превышает Q. В пределе при квазистатическом изотермическом осуществлении химической реакции Q=0, но, поскольку исходное и конечное состояния системы одни и те же, по-прежнему справедливо (5.32). [c.49]

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]

В одном учебном пособии по статистической физике доказывается, что, в то время как при квазистатическом адиабатном процессе перехода системы из одного состояния в другое изменение ее энтропии d5 =0, при нестатическом адиабатном процессе между теми же состояниями iS >0. Показать, что такое доказательство ошибочно, так как противоречит второму началу термодинамики и поэтому, подобно проектам вечного двигателя, его можно не рассматривать в деталях. [c.177]

Всякий термодинамический процесс может возникнуть только при нарушении механического или термического равновесия, т. е. при сжатии или расширении газа (давление среды больше или меньше давления газа), при нагреве или охлаждении газа (температура среды больше или меньше температуры газа). Чем сильнее нарушается равновесие, тем быстрее в общем случае проходит процесс и тем более резко будет нарушаться состояние покоя газа в газе возникают конвекционные токи, вызываемые разностью температур в массе газа, и вихревые движения, вызываемые разностью давлений. Для газа, находящегося в таком неустойчивом состоянии, уравнение состояния не может быть применено до тех пор, пока газ не придет в состояние равновесия. Для того чтобы во время этих изменений уравнение состояния было бы справедливо, необходимо, чтобы газ во всей своей массе имел одинаковые давления и температуры, а для этого необходимо, чтобы изменения его состояния происходили очень медленно, вернее, даже бесконечно медленно. Бесконечно медленные изменения состояния газа возможны только при условии наличия бесконечно малых разностей давлений и температур газа и окружающей среды. Процессы, происходящие при бесконечно малых разностях давлений и температур, называются равновесными процессами, а так как они протекают бесконечно медленно, то их называют иногда квазистатическими (дословный перевод с латинского почти равновесными). [c.48]

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]

В предшествующих главах рассматривались задачи статики упругого тела. Предполагалось, что под действием не изменяющихся во времени внешних сил тело находится в состоянии покоя. Если же такие изменения и допускались, то они считались достаточно медленными, чтобы можно было оправдать предположение о статическом состоянии тела в любой момент времени (например, в теории удара Герца, стр. 421), т. е. рассматривались квазистатические задачи. [c.489]

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]

Рассмотрим работу изменения объема применительно к равновесному процессу расширения газа в цилиндре с поршнем (рис. 2.1,в). В цилиндре находится 1 кг газа, поэтому объем цилиндра, ограниченный поршнем, представляет собой удельный объем газа. На стенки цилиндра и на поршень площадью Р изнутри действует всюду одинаковое давление газа р, которое медленно изменяется по мере того, как поршень редкими, бесконечно малыми толчками перемещается вправо. Такое перемещение поршня возможно в том случае, если извне на него действует сила, почти уравновешивающая давление р системы в этом случае процесс можно считать близким к равновесному (или квазистатическому, представляющему последовательность статических состояний). [c.14]

При этом уравнение (1) описывает условие достижения предельного состояния в зоне разрушения на основе линейного суммирования компонент повреждений. В уравнениях (2) и (3) усталостное повреждение за цикл связывается с величиной полной или необратимой деформации (равной ширине петли гистерезиса), а квазистатическое — определяется односторонне накопленной деформацией, при этом суммирование повреждений производится с учетом изменения по циклам и во времени циклических и односторонне накопленных деформаций, а также исчерпания располагаемой пластичности материала. [c.41]

Для моделирования поведения материалов, учитывающего указанные особенности деформирования конструкций, могут быть использованы как деформационная теория пластичности или теория малых упругопластических деформаций А.А. Ильюшина, обобщенная на случай сложного неизотермического нагружения в работах [35, 36], так и разнообразные теории течения [36, 37] и др. Однако применение наиболее общих из них, позволяющих рассматривать сложные траектории силового и температурного нагружения, происходящие при этом изменения структурного состояния материалов, сопряжено со значительными трудностями экспериментального и вычислительного характера. Поэтому на практике широкое применение нашли соотношения деформационной теории пластичности, учитывающие, разумеется, условия разгрузки и последующего нагружения, и теории течения для достаточно простых и подробно исследованных моделей. При этом удается ограничиться минимальным объемом экспериментальных данных, необходимых для определения соответствующих параметров моделей. Примерами такого подхода применительно к статическим и квазистатическим задачам деформирования и прочности конструкций являются работы [33-36, 38, 40] и др. [c.100]

Необратимые изменения состояния влажного пара, как и всякого иного тела, не могут быть описаны средствами одной только квазистатической термодинамики даже в условиях далеко идущей схематизации процесса. Термодинамические соотношения, основанные на представлениях [c.212]

Как мы уже указывали, автор в ряде случаев избегает строгого подхода к тем или иным термодинамическим понятиям. Например, по сути дела он не провел различия между понятиями равновесный и обратимый (процессы). Как известно, про--цесс является равновесным (квазистатическим), если он состоит из непрерывной совокупности равновесных состояний системы. Обратимый же процесс — это такой процесс с рассматриваемой системой, выполнив который она может вернуться в исходное состояние без изменений в ней самой и в системах, внешних по отношению к ней. В подавляющем большинстве случаев равновесные процессы являются обратимыми, однако можно привести пример, когда равновесный процесс не является обратимым. В описании политропных процессов автор отошел от общепринятого понимания понятия политропный процесс . В отличие от принятого в советской термодинамической литературе автор определяет политропный процесс как такой процесс с идеальным газом, который удовлетворяет условию pv = onst, в котором величина о лежит между единицей и величиной отношения pj . Поэтому изотермический, адиабатный и многие другие процессы не являются, по мнению автора, политропными. В указанном ограничении величины о и состоит отличие понимания политроп-ного процесса автором от принятого советскими термодинамиками. [c.24]

В условиях внутреннего равновесия, а следовательно, и при квазистатических изменениях состояния влажный пар, как термодинамическое тело, представляет собой систему с двумя независимыми параметрами Т и о или р и V (V — удельный объем нарожидкостной смеси). Макроскопические свойства таких систем описываются общими дифференциальными соотношениями термодинамики. Эти соотношения, вытекающие из двух основных законов, не будучи связаны с особенностями строения частного вещества, распространяются на любые тела, в любом их состоянии, в том числе и на парожидкостную среду. [c.8]

В самом деле, как мы выяснили, количество воздействия любого рода оказывается пропорциональным соответствующему потенциалу, Следовательно, изменение этих потенциалов в окружающей среде на пренебрежимо малую величину не может повлиять на количественные соотношения. Например при данном давлении р работы элементарного квазистатического расширения и элементарного квазистатического сжатия практически совпадают и равны рйУ, так как произведения р .р)(1У, рс1У и (р — Ар)с У пренебрежимо мало отличаются друг от друга. Аналогичным образом мы должны считать равными (по абсолютной величине) количества теплоты, которая подводится и отводится при квазистатическом изменении состояния системы. [c.46]

В третьем издании введен новый раздел — Дифференциальные уравнения термодинампки . Это пе только повышает значение этой теории", но и позволяет дать ее более полно и обстоятельно. В начале этого раздела автор, останавливаясь на некоторых значениях дифференциальных урав 1ени11, пищет На основании первого и второго начал, отнесенных к квазистатическим изменениям состояния, можно составить много дифференциальных уравнений, посредством которых взаимно связываются разнообразные физические свойства термодинамических тел. [c.343]

В третьем издании своего учебника (1952) проф. Жуковский,, останавливаясь на значении дифференциальных уравнений термодинамики, пишет На основании первого начала и второго начала, отнесенного к квазистатическим изменениям состояния, можно составить много дифференциальных уравнений, посредством которых взаимно связываются разнообразные физические свойства термодинамических тел. Большое практическое значение этих уравнений состоит в том, что они позволяют сократить количество непосредственно получаемых из опыта данных о физических свойствах тел, открывая возможность определения других свойств чисто расчетным путем. С другой стороны, если мы уже располагаем независимым образом полученными. данными о различных физических величинах, то дифференциальные уравнения термодинамики позволяют проверить их согласуемость и обнаруживать возможные ошибки измерений или обработки исходного материала . [c.418]

По отношению к термодинамическим системам справедливы /, II и III начала термодинамики. В равновесной статистической теории нас будут интересовать только квазистатические изменения состояния системы. II начало термодинамики утверждает, что закон сохранения энергии (I начало термодинамики), записанный для полученного системой при бесконечно малом квазистатическом изменении ее состояния количества тепла 6Q, имеет интегрирующий множитель, универсальный для всех термодинамических систем, совершающих бесконечно малый квазистати-ческий процесс, равный обратной абсолютной температуре /3 = /в. Таким образом, I и II начала в квазистатической теории можно представить в виде дифференциального соотношения [c.10]

Рассмотрим, как и в предыдущем пункте, условную схему (рис. 141) однокомпонентная изолированная в целом термодинамическая система состоит из двух равновесных подсистем, соединенных допускающей перетекание зкидкости пористой перегородкой (или просто достаточно узкой трубкой — капилляром ), через которую, собственно, и осуществляются процессы переноса и которая замедляет релаксационный процесс настолько, что в каждый момент времени в подсистемах реализуются равновесные термодинамические состояния. Будем считать, что перегородка неподвижна, т.е. Д71 = Д72 = о, и квазистатическое изменение энтропии в каждой из подсистем равно [c.215]

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]

Процесс перехода системы из состояния 1 в 2 называется обратимым, если возвращет1ие этой системы в исходное состояние из 2 в / можно осуществить без каких бы то ни было изменений в окружающих внеппгах телах. Процесс же перехода системы из состояния 7 в 2 называется необратимым, если обратный переход системы т 2 в 1 нельзя осуществить без изменений в окружающих телах. Очевидно, что всякий квазистатический процссс является обратимым. Действительно, при квазистатичес-ком процессе состояние системы в каждый момент полностью определяется внешними параметрами и температурой, поэтому [c.53]

В настоящее время приведение спиновой системы в состояние с отрицательной абсолютной температурой достигается с помощью 180-градусного высокочастотного импульса, который, действуя на образец в течение промежутка времени At, сравнимого с Х2, поворачивает макроскопический магнитный момент на 180°. Таким образом, процесс перехода системы от положительных термодинамических температур к отрицательным является принципиально неравновесным, так как изменение внешнего параметра (напряженности поля), приводящее к такому переходу, происходит за время, сравнимое с временем релаксации Тз- Очевидно, что для необычных систем возможны случаи, когда состояния, достижимые из данного состояния нестатически, недостижимы из него квазистатически. [c.141]

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]

При таких допущениях газ при движении проходит ряд последовательных равновесных состояний. Если при этих допущениях считать, что трение отсутствует, то процесс изменения состояния будет обратимым, несмотря на то, что он не происходит бесконечно медленно (квазистатически). [c.124]

Обратимое изменение состояния сложной изолированной системы означает следующее. Изолированная система состоит в самом общем случае из отдельных, отличающихся друг от друга частей (например, по температуре, давлению, составу и т. д.), которые в общем случае могут быть даже не связаны между собой. Энтропия, внутренняя энергия и объем системы в целом равны соответственно сумме энтропий, внутренних энергий и объемов, составляющих систему частей. Когда температура, давление, состав или какие-либо другие свойства разных частей системы различны, то состояние системы не является, естественно, состоянием полного термодинамического равновесия и должно поддерживаться действием различных регуляторов адиабатических перегородок, жестких стенок, полупроницаемых перегородок н т. п. Если действие регуляторов осуществляется достаточно медленно, т. е. квазистатически, так чтобы в любой момент времени каждая из частей системы находилась в локальном равновесии, а общая энтропия и объем системы сохраняли неизменные значения, то состояние системы будет изменяться обратимым образом. [c.98]

Обратимый изотермический процесс. Обратимый изотермический процесс изменения состояния какого-либо тела, например изотермическое расширение находящегося в цилиндре под поршнем газа, можно осуществить путем квазистатического перемещения порщня при постоянном тепловом контакте между содержащим газ цилиндром и источником теплоты данной температуры. В результате состояние газа будет изменяться квазистатически, т. е. практически обратимо, причем температура газа будет за счет подвода теплоты от источника поддерживаться на одном и том же постоянном уровне (равной температуре источника теплоты). [c.165]

Процесс, протекающий настолько медленно (квазистатически), что в системе в каждый момент времени успевает установиться практически равновесное (т. е. очень близкое к равновесию) состояние, представляет собой квазиравновесный процесс. Степень приближения этого процесса к строго равновесному процессу будет тем больше, чем меньше скорость изменения состояния системы. В пределе мы приходим к бесконечно медленному процессу, который является вполне равновесным и представляет собой совокупность последовательно проходимых системой состояний равновесия. Если состояние системы в каждый момент времени не является состоянием равновесия, то такой процесс изменения состояния называется неравновесным. В неравновесном состоянии внутренние параметры системы вообще не определяются однозначно внешними условиями поэтому для характеристики неравновесного состояния нужно в отличие от равновесного состояния, помимо внешних условий, задавать еще один или несколько внутренних параметров (например, распределение плотности). [c.19]

Следовательно, обратимым процессом может быть только процесс равновесный всякий необратимый процесс изменения состояния тела неравновесен. Строго говоря, это условие является только необходимым, но не достаточным известны необратимые процессы, протекающие настолько медленно, т. е. квазистатически, что практически они не отличаются от равновесных. [c.26]

Для расчета накопленного повреждения В по результатам двухступенчатого блочного нагружения с использованием зависимости (1.1.12) необходима прежде всего запись поциклового изменения деформаций на каждом уровне блока нагружения вплоть до достижения образцом предельного состояния по моменту образования макротрещины. Дальнейшая обработка каждой из двух полученных таким образом кривых изменения деформаций в процессе испытания для каждого образца (по числу уровней в блоке) осуществляется по методике, изложенной выше для случая мягкого стационарного нагружения. Суммарное накопленное повреждение, таким образом, учитывает вклад каждой ступени блока нагружения и в соответствии с зависимостью (1.1.12) определяется с учетом усталостных и квазистатических повреждений. [c.61]

При этом предполагается, что в зонах концентрации напряжений, где, как правило, происходят малоцикловые разрушения, накапливаются в основном усталостные повреждения в результате действия знакопеременных упругопластических деформаций. Вместе с тем в эксплуатационных условиях в результате работы конструкции на нестационарных режимах, в том числе при наличии перегрузок, возможно накопление односторонних деформаций, определяювцих степень квазистатического повреждения и влияю-ш их на достижение предельных состояний по разрушению. Для обоснования методологии учета накопления конструкцией (наряду с усталостными) квазистатических повреждений по результатам тензометрических измерений требуется решение прежде всего вопросов расшифровки показаний датчиков с целью воспроизведения истории нагруженности в максимально напряженных местах конструкции и оценки малоциклового повреждения для эксплуатационного контроля по состоянию. Малоцикловое повреждение может в общем случае оцениваться по результатам измерений, выполненных обычными тензорезисторами, но с расширенным диапазоном регистрируемых деформаций (до величин порядка нескольких процентов), характерных для малоцикловой области нагружений. Исследование [20] выполнялось в Московском инженерно-строительном институте и Институте машиноведения на базе разработанных в лаборатории автоматизации экспериментальных исследований МИСИ специальных малобазных тен-зорезисторов больших циклических деформаций. Аппаратура и методика эксперимента подробно описаны в [229]. На серийной испытательной установке УМЭ-10Т с тензометрическим измерением усилий и деформаций, а также крупномасштабным диаграммным прибором осуществлялось циклическое нагружение цилиндрических гладких образцов по заданному и, в частности, нестационарному режиму. Одновременно соответствующей автоматической аппаратурой производилась регистрация истории нагружения с помощью цепочек малобазных тензорезисторов, наклеенных на испытываемый образец. Сопоставление показаний тензорезисторов с действительной историей нагружения и деформирования образца, регистрировавшихся соответствующими системами испытательной установки УМЭ-10Т, давало возможность определить метрологические характеристики датчиков и особенности их повреждения в условиях малоциклового нагружения за пределами упругости. Наиболее существенными особенностями работы тензорезисторов в условиях малоциклового нагружения оказываются изменение коэффициента тензочувствительности при высоких уровнях исходной деформации и в процессе набора циклов нагружения, уход нуля тензорезисторов и их разрушение через определенное для каждого уровня размаха деформаций число циклов. [c.266]

В мембранной зоне в условиях отсутствия стесненности деформаций под действием внутреннего давления, изменяющегося по отнуле-вому циклу, реализуется мягкое нагружение. В этой зоне при высоком уровне напряжений, малой частоте циклов нагружения и наличии длительных вьщержек при постоянной нагрузке происходит накопление деформаций, что приводит к квазистатическим разрушениям с выраженным изменением формы трубчатого элемента конструкции. Условием достижения предельного состояния является равенство односторонне накопленных деформаций предельным деформациям элемента конструкции в зоне разрушения от статического внутреннего давления (кривые [c.9]

Можно показать, что процесс неравновесный (нестатический) есть процесс необратимый. Допустим, тело перешло из состояния Л в В квазистатически (сплошная линия на рис. 6). Для того, чтобы его вновь перевести в состояние А, совершим подобный обратный переход ВА, но теперь заведомо неравновесный (на рис. 6 этот процесс условно изображен пунктиром). Поскольку предположена однотипность процессов, то заштрихованная площадь может характеризовать необратимые изменения в окружающей среде, т. е. потерю работы. Заметим, что если бы обратный переход ВА представлял собой произвольный равновесный процесс, отличный по своему характеру от прямого равновесного процесса, то заштрихованная площадь отражала бы сумму обратимых изменений в окружающей среде, т. е. полезную работу. [c.27]

Система, находящаяся в термомеханическом равновесии, в том числе и неоднородная система, состоящая из нескольких фаз, имеет постоянное поле температур и давлений. Для неоднородной системы, при постоянной температуре и давлении, не исключена возможность неравновесного распределения масс веществ и наличия процессов обмена массой. В результате такая система не находится в равновесном состоянии. Процессы перераспределения массы протекают чрезвычайно быстро, так что они далеки от квазистатических в сравнении с термомеханическими изменениями состояния. Существенная нестатичность процесса перераспределения массы приводит к появлению сопутствующих тепловых, акустических, оптических и других эффектов. Однако последние мало энергоемки и основным остается тепловой эффект, в результате которого увеличивается энтропия. На этом основании можно написать основное соотношение термодинамики для системы, в которой происходит перераспределение вещества, в следующей форме [c.158]

Весьма важно подобрать необходимую скорость струи переносящего газа, поскольку при больших скоростях течения парциальное давление паров металла в печи может оказаться значительно более низким, чем равновесное. Во-первых, диффузия от поверхности сплава через газовый поток идет с конечной скоростью. Во-вторых, может иметь место явление истощения (изменение концентрации) на поверхности сплава. Последний источник погрешности должен особенно учитываться для сплавов в твердом состоянии. Для приблизительного достижения условий равновесия поверхность сплава увеличивают путем помещения в печь ряда лодочек со сплавом. При необходимости результаты, полученные при разных скоростях газа, экстраполируются до предельного случая квазистатического измерения при нулевой скорости. Однако, как указали Бурмейстер и Еллинек [39], эта операция может вне- [c.107]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...