Давление неравновесное

Все процессы, происходящие в термодинамической системе, можно разделить на равновесные и неравновесные. Равновесными называются процессы, представляющие собой непрерывную последовательность равновесных состояний системы (равновесное состояние системы подробно рассматривается в гл. 5 оно характеризуется, в частности, тем, что все части системы имеют одинаковую температуру и одинаковое давление). Неравновесным называется процесс, при протекании которого система не находится в состоянии равновесия (т. е. при протекании процесса различные части системы имеют различные температуры, давления, плотности, концентрации и т. д.). [c.9]

Покажем в заключение, что в рассмотренных условиях можно пренебречь влиянием осмотического давления неравновесных вакансий на процесс переползания. Действительно, соответствующее время равно [199] [c.250]

Если между различными точками в системе существуют разности температур, давлений и других параметров, то она является неравновесной. В такой системе под действием градиентов параметров возникают потоки теплоты, вещества и другие, стремящиеся вернуть ее в состояние равновесия. Опыт показывает, что изолированная система с течением времени всегда приходит в состояние равновесия и никогда самопроизвольно выйти из него не может. В классической термодинамике рассматриваются только равновесные системы. [c.8]

На рис. 5.5 неравновесный процесс адиабатного расширения пара изображен условно штриховой линией 1-2. При том же перепаде давлений р —р2 срабатываемая разность энтальпий Л, —/i2- = A/i получается меньше, чем ДЛо, в результа- [c.50]

Дросселирование является типичным неравновесным процессом, в результате которого энтропия рабочего тела возрастает без подвода теплоты. Как и всякий неравновесный процесс, дросселирование приводит к потере располагаемой работы. В этом легко убедиться на примере парового двигателя. Для получения с его помощью технической работы мы располагаем паром с параметрами pi и ti. Давление за двигателем равно рг (если пар выбрасывается в атмосферу, то р2 = 0,1 МПа). [c.51]

Гг, совершая техническую работу /тех и превращаясь во влажный пар с параметрами точки 2. Этот пар поступает в конденсатор, где отдает теплоту холодному источнику (циркулирующей по трубкам охлаждающей воде), в результате чего его степень сухости уменьшается от хч до Х2. Изотермы в области влажного пара являются одновременно и изобарами, поэтому процессы 5-1 и 2-2 протекают при постоянных давлениях pi и р2. Влажный пар с параметрами точки 2 сжимается в компрессоре по линии 2 -5, превращаясь в воду с температурой кипения. На практике этот цикл не осуществляется прежде всего потому, что в реальном цикле вследствие потерь, связанных с неравновесностью протекающих в нем процессов, на привод компрессора затрачивалась бы большая часть мощности, вырабатываемой турбиной. [c.62]

Неравновесность реальных процессов определяется прежде всего тем, что под влиянием внешних условий они протекают с конечными скоростями, и в рабочем теле не успевает устанавливаться равновесное состояние. Например, при быстром расширении газа в цилиндре под поршнем или при быстром его сжатии температура и давление в различных точках объема рабочего тела не будут одинаковыми, т. е. будет иметь место неравновесное состояние, а сам процесс будет неравновесным. [c.17]

Выражение для приведенной силы взаимодействия между несущей средой и включениями записать в общем случае не представляется возможным, ибо такое общее выражение не получена даже для случая движения одиночной сферы в однородном потоке вязкой несжимаемой жидкости с переменной скоростью. Следует отметить, что даже в этом случае сила взаимодействия зависит от предыстории движения. Оставляя пока вопрос об имеющихся выражениях для силы взаимодействия фаз (об этом см. гл. 2—4), остановимся на структуре формул. Силу взаимодействия целесообразно представить в виде суммы нескольких составляющих разной природы. В первую очередь следует разделить на две части на составляющую из-за воздействия макроскопического поля давлений — а р, которая не связана со скоростной неравновесностью между фазами, и составляющую, которая связана именно со скоростной неравновесностью между фазами (несовпадение и г,) [c.35]

Неравновесная термодинамика двухфазных сред с неравными давлениями и температурами фаз н поверхностными эффектами. [c.206]

Экспериментальные исследования. Простейшая модель для изучения процессов ионизации и рекомбинации — инертный газ. Однако при уровне температуры 3000° К и умеренном давлении в десятки миллиметров ртутного столба невозможно поддерживать измеримую степень равновесной тепловой ионизации в инертном газе. Поэтому экспериментальное исследование проводилось в условиях неравновесной рекомбинации в пламени дуги аргона с добавками или без добавок различных твердых частиц [737]. Эта модель хорошо воспроизводит реальные условия в ракетной струе, где протекает процесс рекомбинации после быстрого расширения в сопле. [c.457]

То, что действительно необходимо для получения работы —это неравновесность системы. В состоянии термодинамического равновесия никакие самопроизвольные процессы невозможны. Поэтому совершать работу может только такая система, отдельные части которой не находятся в равновесии друг с другом. Замечательно при этом, что природа неравновесности практически не имеет никакого значения. Чем бы ни отличались друг от друга разные части системы — температурой, давлением, концентрацией частиц или еще чем-нибудь—всегда можно исхитриться и направить процесс установления равновесия по такому пути, чтобы в результате совершалась работа.- [c.109]

Так, очевидным источником неравновесности в случае упомянутой выше турбинки будет разница давлений окружающей среды и газа в баллоне. [c.109]

Расчет начинается с некоторого заданного неравновесного распределения компонентов по фазам и составляющим сложной системы. С каждым итерационным циклом это распределение вое более и более приближается к равновесному. Динамика изменения переменных в ходе расчета, если отвлечься от дискретности этих изменений во времени, напоминает аналогичные изменения в процессе релаксации неравновесной системы. При этом все использующиеся соотношения должны, очевидно, в равной степени описывать как термодинамически равновесные, так и неравновесные состояния. Но для частей системы, фаз и составляющих, применяются заранее известные равновесные значения термодинамических свойств (A if/, AGf и др.). Следовательно, эти части на каждом этапе расчета рассматриваются как внутренне равновесные, т. е. неравновесность сложной системы заключается в неравновесном распределении компонентов между ее частями, что же касается температуры, давления и химических потенциалов, то эти свойства хотя и могут менять- [c.187]

Содержание пустот не может быть нулевым, поскольку тогда фаница раздела потеряет свои защитные свойства (подробно об этом будет говориться в главе 4). Существует оптимальное значение содержания пустот в фа-ничном слое. При этом фаница раздела находится в состоянии равновесия. Как видно из рис. 64, в интервале от (значения свободного объема для равновесной фаницы) до может существовать не одна, а несколько возможных неравновесных фаниц. Это следует из того факта, что свободная поверхность в зависимости от температуры, давления, наличия примесей и т.п может находиться в разных структурных состояниях, между которыми возможны структурные фазовые переходы. [c.94]

Пусть, далее, ро — давление в состоянии термодинамического равновесия рс связано с другими термодинамическими величинами уравнением состояния жидкости и является при заданных плотности и энтропии вполне определенной величиной. Давление же р в неравновесном состоянии отлично от ро и является функ-нией также и от Если плотность получает адиабатическое при-раш,с ше бр, то равновесное давление меняется на [c.436]

Установление самоорганизации в сильно неравновесных системах имеет важнейшее значение для физики, химии и особенно для биологии. Дело в том, что живые организмы и их различные органы представляют собой весьма неравновесные микросистемы, в которых существуют большие градиенты концентраций химических веществ, температуры, давления, электрического потенциала. [c.30]

Для системы, погруженной в среду с постоянной температурой и давлением, получаем dG<0. Следовательно, в такой системе при неравновесных процессах энергия Гиббса убывает и имеет минимум при равновесии. Поэтому общее условие равновесия и устойчивости системы в термостате с постоянным внешним давлением (минимум энергии Гиббса) можно записать в виде [c.123]

Неравновесные флуктуации наблюдаются либо в системах, далеких от равновесия, когда время наблюдения меньше времени установления термодинамического равновесия, либо при наличии внешних воздействий (например, разности температур, электрических напряжений или давлений на границах системы), поддерживающих вынужденные отклонения от равновесного состояния . Неравновесные флуктуации рассматриваются в кинетической теории неравновесных систем. [c.292]

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 реальных условиях при сжатии газа в цилиндре компрессора к поршню необходимо прикладывать большее давление, чем давление сжимаемого газа р, для возможности движения пори ня со скоростью, отличной от нуля, так как при сжатии газа обязательно имеет место трение, неравновесность и турбулизация. [c.47]

Неравновесные процессы возникают при наличии между различными частями системы конечных разностей значений таких параметров, как давление, температура, концентрации, электрический потенциал и др. С течением времени система возвращается в состояние термодинамического равновесия (dS = 0). Но классическая термодинамика не ответит на вопрос, как быстро термодинамическая система вернется в состояние равновесия. Для того чтобы термодинамика могла определить скорость процессов, необходимо расширить круг понятий и постулатов и ввести время в качестве независимой переменной. [c.234]

Так, например, неравновесный процесс изменения объема тела, при котором давления тела и окружающей среды различны, является процессом необратимым, поскольку произведенной в результате процесса работы будет недостаточно для возвращения тела в начальное состояние. К подобным процессам относятся расширение тел в пустоту, расширение и сжатие при наличии трения и т. и. Необратимость, в частности, первого из этих процессов связана с тем, что при расширении тела в пустоту работа равняется нулю, а для сжатия тела до исходного состояния необходимо затратить работу. [c.24]

При этом, однако, возникает вопрос, что следует понимать под 11, 1, 8, Р, Ф в общем случае необратимого процесса, когда состояние самого тела не является равновесным и, кроме того, отсутствует равновесие между телом и окружающей средой. Очевидно, что объем тела V сохраняет свое значение как параметр состояния и в случае неравновесных состояний то же самое относится к внутренней энергии тела и и его энтропии 5. Энтальпия I представляет собой сумму внутренних энергий тела и находящегося с ним в механическом взаимодействии внешнего теплоизолированного источника работы и поэтому также должна иметь в неравновесном состоянии тела вполне определенное значение. Другие параметры, в частности давление р и температура Т, при неравновесном состоянии могут не иметь определенного значения (вспомним, что при отсутствии равновесия температура и давление в разных частях тела могут быть различными). Чтобы устранить эту неопределенность, обычно предполагают, что начальное и конечное состояния тела являются равновесными (т. е. тело находится в этих состояниях в равновесии, причем не обязательно, чтобы имело место также равновесие с окружающей средой). [c.101]

Здесь би, 65 и бУ характеризуют степень отклонения тела от состояния равновесия, т. е. представляют собой разность значений 6/, 5 и У в данном состоянии и состоянии равновесия. Удобство переменных 1/, 5, У как раз и заключается в том, что в любом состоянии они имеют вполне определенные значения (в отличие от давления, плотности и температуры). Поэтому с их помощью можно характеризовать как равновесные, так и неравновесные состояния. [c.113]

В момент достижения этой ударной волной входного сечения трубопровода (через промежуток времени t) в нем снова создается неравновесное состояние — слева давление будет р, справа р — — Др, в результате чего начнется отток жидкости из резервуара в трубопровод. Это вызовет возникновение перемещения частиц жидкости в трубопроводе со скоростью с, повышение давления до значения р, возвращение стенок труб и жидкости к прежнему состоянию, соответствующему давлению р. Весь этот комплекс явлений будет распространяться в сторону крана со скоростью с и через промежуток времени t отраженная волна достигнет крана (сечения К)- [c.104]

Локальные флуктуации приводят к нарушению термического механического, диффузионного (химического) равновесия. Нарушение термического равновесия связано с локальными флуктуациями температуры, нарушение механического равновесия — с флуктуациями давления. Диффузионное равновесие нарушается вследствие флуктуаций химического потенциала, которые для термически и механически однородной системы обусловлены локальными флуктуациями концентраций компонентов. Если система находится в состоянии устойчивого равновесия, то последующая временная эволюция возникшей флуктуации приводит к возврату системы в равновесное состояние. Согласно гипотезе Онзагера,. пространственно-временная эволюция флуктуаций в среднем описывается законами неравновесной термодинамики ( 7.7). Таким образом, флуктуации позволяют охарактеризовать устойчивость состояния равновесия по отношению к непрерывным изменениям состояния системы и, кроме того, получить информацию о некоторых свойствах динамических характеристик неравновесных процессов. [c.150]

Если неравновесность вызвана теплообменом при конечной разности температур (температура газа Т меньше температуры источника 7 ), то возрастание энтропии рабочего тела ds = 6q/T оказывается больше, чем dSfi = (>q/Т в равновесном процессе из-за снижения температуры газа. При том же положении поршня, т. е. заданном удельном объеме V, меньшей температуре газа соответствует меньшее его давление р. Соответственно меньше должна быть и уравновешивающая сила Р Р = = p F

Работа расширения против этой силы bl = P dy = p dv[c.27]

Статвес является важнейшим макроскопическим параметром, в каком-то смысле—единственным в своем роде. Невозможно понять тепловые свойства, невозможно описать тепловые явления, пользуясь только чисто механическими величинами типа энергии, объема, числа частиц или давления. Потому что все эти, прекрасные сами по себе, величины не ощущают самого главного различия между равновесными и неравновесными состояниями. Объем, энергия, число частиц и т.д. могут оставаться неизменными, а состояние системы будет, тем не менее, меняться, если вначале оно не было равновесным. Меняться в направлении роста статвеса. [c.53]

На схеме рис. 1 процесс условно разделен на две стадии. На первой, неравновесной стадии в изолированной системе происходят химические реакции, в результате чего изменяется ее температура, химический состав и другие внутренние свойства, кроме внутренней энергии. Эта стадия — релаксация, химически неравновесного состояния. На схеме показано, что она не сопровождается теплообменом с внешней средой, т. е. теплотой в обычном понимании. Химическая реакция служит здесь внутренней причиной изменения температуры системы. Такой причиной может быть и любой другой нестатический процесс, например выравнивание давлений или концентраций веществ в разных частях системы. Во всех подобных случаях энергетический баланс релаксационного процесса можно выразить с псшощью внутренней теплоты Q. Определим эту величину как количество теплоты, которое потребуется ввести в изолированную систему [c.49]

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]

Одной из физических причин возникновения конкуренции может служить следствие уменьшения вероятности присоединения частиц к кластерам и наступление момента недостаточности количества выделенной при этом системой теплоты для выполнения принципа взаимности Онзагера или принцип противодействия. Принцип взаимности Онзагера является важным положением теории неравновесных процессов, по которому в результате действия на систему одной какой-либо внешней силы в системе появляются внутренние силы, направленные на компенсацию действия внешней силы. Так, например, наличие в газовой смеси температурного градиента ведет к образованию в системе градиента концентрации (термодиффузия, эффект Соре) и градиента давления, которые стремятся сгладить температурный градиент. Алалогичным образом наложение температурного градиента на проводник, по которому течет электрический ток, вызывает появление дополнительного градиента потенциала (явление Томсона). [c.90]

Неравновесно-установившееся движение и возможно потому, что давления, а также силы р и Рсопр не находятся в равновесии, т. е. не равны друг другу. При р >Рсопр движение ускоренное и кинетическая энергия звеньев будет возрастать при Рк< сопр движение замедленное и кинетическая энергия будет убывать— будут происходить периодические колебания скорости вращения вала. [c.195]

Для того чтобы связать полученные выражения с вязкостью жидкости, напишем тензор напряжений о, . В этот тензор давление входит в виде члена —Выделяя отсюда давление ро, определяющееся уравнением состояния, находим, что в неравновесном состоянии в а,/г входит допоинительыый ч.пен [c.437]

Пpeдпoлoл JM, что под влиянием внешнего воздействия объем системы уменьшается (а плотность увеличивается). Этим система выводится из состояния равновесия, и согласно принципу Ле-Шателье в ней должны качаться процессы, стремящиеся уменьшить давление. Это значит, что велнч гиа Ор/др будет уменьшаться, и когда система в1ювь вернется в состояние равновесия, значение др/д(.) = будет меньшим, чем оно было в неравновесном С0СТ0ЯИ И. [c.439]

В технологических процессах, аппаратах, установках и системах, в которых используются многокомпонентные струйные течения, происходят быстропротекаю-щие термогазодинамические процессы, сопровождающиеся фазовыми превращениями многокомпонентных сред, при которых часть компонентов переходит в жидкую фазу и наоборот. В струйных течениях при быстропротекающих термогазодинамических процессах из-за малого срока действия на многокомпонентную среду давления Р и температуры Т не происходит полного перехода компонентов из одной фазы в другую. Описание процессов фазовых превращений, протекающих в многокомпонентных средах при неравновесных условиях быстропротекающих термогазодинамических процессов в струйных течениях является сложной математической задачей. С целью упрощения такого описания использовались фундаментальные представления о фазовых превращениях в многокомпонентных средах в предельных равновесных условиях с коррекцией на неравновесность. [c.90]

Это особенно хорошо видно на примере расширения или сжатия газа. При неравновесном расширении газа внешнее давление р меньше исходного равновесного давления р газа, поэтому р AV внешнее давление р" больше равновесного давления, и так как работа в этом случае олрицательна, то и здесь p" V[c.29]

Состояние смеси в начальный момент характеризуется неравновесными парциальными давлениями Рс, Рв, Рс, Ро, причем реакция идет слева направо, т. е. с преобразованием веществ Л и В в вещества С и D, при этом парциальные давления Р,, и Рц уменьшаются, а Рс и Рц увеличиваются. При достижении равновесия все парциальные давления делаются равновесными и равными Ра, Рв, Рс, Ро- Так как по условию реакция протекала обратимо, а Т = onst, то работа, произведенная всей системой, максимальна. Изменение изобарно-изотермического потенциала системы в ходе этой реакции определяется равенством [c.217]

Частным видом равновесия изолированной системы является случай, когда энтропия и, само собой разумее тся, объем системы не меняется в процессе установления равновесия, сохраняя неизменное значение 5 (поскольку в состоянии равновесия энтропия изолированной системы максимальна, то 5 — S ,ax). Что касается внутренней энергии системы, то она в процессе установления равновесия будет уменьшаться и в состоянии равновесия достигнет минимального значения. Чтобы доказать это, предположим для простоты, что рассматриваемая система состоит из двух частей, одна из которых находится в состоянии равновесия, а другая, наоборот, неравновесна, однако имеет неизменные значения энтропии и объема. Если р и Т —давление и температура первой части, то для второй части системы будет справедливо общее соотношение (3.31), которое, если учесть, что 6G = О примет вид [c.110]

Рассмотрим какое-либо тело, находящееся в окружающей среде, давление р и температура 7 которой постоянны. Энтропия расширенной системы, т. е. тела и окружающей среды, S равна сумме энтропий тела и окружающей среды. При равновесии между телом и окружающей средой энтропия S является функцией внутренней энергии U всей системы (т. е. тела и окружающей среды), изображенной на рис. 10.1 сплошной кривой . Если тело не находится в равновесии с окружающей средой, то его состояние изображается точкой Ь, лежащей ниже указанной кривой S ( / ), поскольку энтропия системы в равновесном состоянии больше, чем в неравновесном. Длина вертикального отрезка аЬ численно равна разности энтропий системы в равновесном и неравновесном состояниях, отвечающих одному и тому же значению полной энергии системы. Длина горизонтального участка сЬ численно равна изменению полной энергии системы при обратимом адиабатическом (S = onst) переходе из состояния с равновесия со средой, соответствующего значению энтропии 5 , в состояние Ъ, отвечающее тому же значению энтропии. Но при неизменной энтропии системы убыль внутренней энергии системы U — Vl представляет собой максимальную работу L,naxj [c.336]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...