Бесконечно медленные процессы

Действительные процессы в отличие от идеальных являются неравновесными. Степень необратимости реальных процессов, т. е. отклонение их от идеальных, может быть настолько значительной, что приближенное описание реальных процессов с помощью уравнений для идеальных процессов может привести к существенным ошибкам. С другой стороны, в ряде случаев весьма важно знать развитие процесса во времени, однако об этом нельзя что-либо сказать, исходя из представления о квазистатическом, т. е. бесконечно медленном процессе. [c.331]

Таким образом, идеально равновесным и обратимым можно считать бесконечно медленный процесс. Если говорить о процессе расширения или сжатия без теплообмена (цилиндр с поршнем в адиабатной оболочке), когда работа производится за счет внутренней энергии, то при необратимом (быстром) изменении объема часть внутренней энергии уйдет на работу против сил трения в газе (завихрения) и внешняя работа поршня будет меньше при расширении и больше при сжатии. Этот эффект называют внутренней необратимостью или диссипацией (рассеянием) энергии. Он обладает четко выраженной направленностью та часть механической работы, которая совершается против сил трения, переходит в теплоту, обратный самопроизвольный процесс [c.47]

Любой неравновесный процесс становится равновесным, если скорость осуществления этого процесса стремится к нулю. В то же время любой неравновесный процесс является необратимым и всякий равновесный процесс является процессом обратимым. Иными словами, причина необратимости реальных процессов заключается в их неравновесности. Действительно, бесконечно медленное (квазистатическое) проведение процесса делает этот процесс обратимым. При бесконечно медленном процессе рабочее тело проходит через непрерывную последовательность равновесных состояний. [c.52]

Бесконечно медленные процессы, состоящие из последовательности равновесных состояний, называются равновесными процессами. Равновесный процесс—всегда обратимый. Обратимым [c.50]

Идеализация реальных процессов в термодинамике химических реакций сводится к тому, что вместо конечного по времени процесса, протекающего в общем случае при переменной температуре, изменяющейся иногда весьма резко, рассматривается бесконечно медленный процесс, протекающий при постоянной температуре вследствие отвода всего выделяющегося в ходе реакции тепла. [c.260]

Равновесный процесс — бесконечно медленный процесс, в котором термодинамическая система проходит через ряд бесконечно близких друг к другу равновесных состояний. Равновесный процесс — это обратимый процесс, например кристаллизация. [c.25]

Бесконечно медленные процессы 17 Бинарные растворы 191 [c.333]

В таком виде он справедлив для полости произвольной формы. А поскольку он получен для бесконечно медленного процесса, величина со У является адиабатическим инвариантом. Комбинируя его с ранее полученными адиабатическими инвариантами (115.1) и (115.3), получим новые адиабатические инварианты. Так, из формул (115.1) и (116.3) следует [c.689]

При бесконечно медленных процессах выражение [c.200]

Равновесный процесс можно осуществить при бесконечно медленном изменении внешних условий или когда изменения параметров, характеризующих состояние системы, бесконечно малы по сравнению со значениями самих параметров. Следовательно, реаль- [c.16]

В качестве примера рассмотрим газ, заключенный в вертикальном цилиндре с поршнем. Чтобы создать обратимый процесс сжатия, протекающего бесконечно медленно, необходимо увеличивать груз на поршень на бесконечно малые количества. Если же рабочее тело будет совершать процесс с конечными скоростями, то такой процесс будет необратимым. При конечной скорости поршня газ, расположенный непосредственно у поршня, будет иметь давление, большее, чем газ в остальном объеме, и потребуется некоторое время, чтобы давление его выравнялось по всему объему. [c.61]

Обратимый адиабатный процесс можно осуществить в цилиндре с абсолютно нетеплопроводными стенками при бесконечно медленном перемещении поршня. [c.95]

Процесс называется равновесным или квазистатическим, если все параметры системы изменяются физически бесконечно медленно, так что система все время находится в равновесных состояниях. [c.23]

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]

Изменение состава смеси по поперечному сечению газового потока зависит от скорости химических реакций, в результате которых распадаются или образуются ее компоненты. Если химическая реакция образования или распада i-ro компонента идет бесконечно медленно, то охлаждение (или разогрев) газовой смеси около стенки не приведет к изменению ее химического состава, и массовая концентрация этого компонента С в поперечном сеченни потока изменяться не будет (рис. 9.1). Такой процесс называют крайне неравновесным, а смесь — замороженной. [c.360]

Равновесный термодинамический процесс представляет собой непрерывную последовательность равновесных состояний. В термодинамике наиболее полно разработаны способы исследования равновесных состояний и процессов. Равновесным представляют процесс, протекающий при бесконечно малой разности параметров окружающей среды и тела в этих условиях изменение параметров тела происходит бесконечно медленно и равновесное состояние сохраняется. [c.9]

При бесконечно медленном подводе теплоты к газу в цилиндре сила рР будет совершать работу изменения объема в равновесном процессе эту работу можно раз- [c.23]

Второй вид необратимости — внешняя необратимость— связан с подводом или отводом теплоты. Обратимый (бесконечно медленный) подвод теплоты возможен, если разность температур источника теплоты и получающей теплоту термодинамической системы стремится к нулю. Если же эта разность температур имеет конечное значение, то процесс необратим, при этом степень необратимости тем больше, чем больше разность температур. В то время как внутренняя необратимость приводит к простым вредным последствиям в виде уменьшения работы, внешняя необратимость, связанная с передачей энергии в форме теплоты, имеет более сложную природу, обусловленную самой сутью второго закона термодинамики. Смысл и последствия необратимости при передаче теплоты будут более подробно рассмотрены в последующем (см. 10). [c.48]

Установим условия, при которых процесс может протекать равновесно. Прежде всего такой процесс должен протекать бесконечно медленно. Это нужно для того, чтобы изменение давления, происходящее в газе, успевало распространиться по всему объему. Если поршень будет двигаться быстро, то в части, расположенной близко к поршню, давление будет иным, чем в отдаленной, и оно не будет успевать выравниваться по всей массе газа во время расширения. [c.53]

Следовательно,равновесный процесс может быть только бесконечно медленным. Всякий процесс, протекающий с конечной скоростью, вызывает появление конечных разностей плотности, температуры, давления и других параметров. [c.11]

На рис. 6, б изображен обратимый процесс -2 расширения. Пл. I 1222 под процессом расширения — удельная работа /<,бр, совершаемая рабочим телом, и одновременно это работа сил внешней среды, сопротивляющихся расширению рабочего тела. Это соответствует условию бесконечно медленного протекания обратимого процесса при равенстве сил, действующих на внутреннюю и наружную поверхности поршня. Работа, совершаемая рабочим телом, при этом полностью передается внешней среде. Если внешние силы меньше внутренних сил на конечное значение, то процесс пойдет с конечной скоростью и окажется необратимым. Пусть изменение внешних сил условно изображается кривой 1-3, лежащей под кривой -2. Тогда пл. 14133 должна графически представлять работу, фактически переданную во внешнюю среду, т. е. удельную работу необратимого процесса Из рис. 6, б видно, что/обр )>/необ- Полученное неравенство отражает основное свойство обратимых процессов расширения работа обратимых процессов, передаваемая вовне, всегда больше, чем работа при необратимом протекании процесса. [c.42]

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]

В классич. термодинамике изучают состояния теплового равновесия и равновесные (протекающие бесконечно медленно) процессы. Время явно не входит в осн. ур-ния термодинамики. Впоследствии (начиная с 30-х гг. 20 в.) была создана термодинамика неравновесных процессов. Состояние в этой теории определяется через плотность, давление, темп-ру, энтропию и др. величины (локальные тер-модинамич. параметры), рассматриваемые как ф-ции координат и времени. Для них записываются ур-ния переноса массы, энергии, импульса, описывающие эволюцию состояния системы с течением времени (ур-ния диффузии и теплопроводности, Навье — Стокса уравнения). Эти ур-ния выражают локальные (т. е. справедливые для данного бесконечно малого элемента объёма) законы сохранения указанных физ. величин. [c.315]

Процесс, Протекающий настолько медленно (квазистатически), что в системе в каждый момент времени уоте-вает установиться практически равновесное (т. е. очень близкое к равновесию) состояние, представляет собой, к в а 3 и р а в н о В е С н ы й про-цесс.. Степень приближения втого (процесса-к строго равновесному процессу будет тем больше, чем меньше скорость изменения состояния системы. В пределе мы1 приходим к бесконечно медленному процессу, который является вполне равновесным процессом и представляет собой совокупность последовательно проходимых си--стемой состояний равновесия. [c.15]

Под квазистатичёским процессом понимают процесс с малым отклонением от равновесного состояния. Это бесконечно медленный процесс, состоящий из ряда по следовательных почти равновесных состояний. [c.42]

Основной ТИП рассматриваемых в термодинамике процессов — это кеазиста-тические процессы. Определяя их как бесконечно медленные процессы, состоящие из бесконечной последовательности равновесных состояний, предельно мало отличающихся друг от друга, мы ясно даем понять это не реальный процесс, [c.36]

Сформулируем основные положения термодинамики квазиста-тических (обратимых, бесконечно медленных) процессов. [c.200]

Бесконечно медленные процессы, состоящие иэ последовательности равновеспых состояний (точнее, состояний, бесконечно близких к равновесным), называются квазистатическими процессами. [c.34]

Основной тип рассматриваемых в термодинамике процессов — это квазистатические процессы. Определяя их как бесконечно медленные процессы, состоящие из бесконечной последовательности равновесных состояний, предельно мало отличающихся друг от друга, мы ясно даем понять, это не реальный процесс, а его специальный предельный случай. Основное преимущество процесса этого типа над другими, в которых может участвовать термодинамическая система — его обратимость, которая обусловлена тем, что согласно определению каждое промежуточное состояние системы, будучи равновесным, безразлично к направлению течения про- 7 цесса. При этом время t как динамический параметр выпадает из теории, Рис. 15. Изображение квази-процесс стновится как бы безынер-ционным. Изображая такие процессы графически, мы будем проводить [c.45]

Так как дендриты образуются при выращивании кристаллов с большими скоростями, то для выращивания бездендритных кристаллов необходимо выбирать такие скорости роста, которые обеспечивают достаточный теплоотвод через расту ший кристалл. Для выращивания совершенных кристаллов на фронте кристаллизации стремятся к равновесному состоянию. Тем не менее, как указывается в [21], даже кристаллы кубической формы, например серебра, меди, золота, которые уже в силу симметрии своей структуры должны развиваться одинаково по трем взаимно перпендикулярным направлениям, могут образовываться в форме дендритов. В [21] факты неодинакового роста объясняются тем, что в протекающих во времени процессах осуществляется сразу две до определенной степени противоположные тенденции стремление к минимуму свободной энергии и стремление к наибольщей быстроте завершения процесса. Кристалл может достичь минимума поверхностной энергии только в условиях равновесия, то есть при бесконечно медленном росте, а наибольшей быстроты образования - при бесконечно развитой поверхности. В реальных условиях всегда наблюдаются ко.мпро.миссные формы, иногда приближающиеся к ограненным равновесным, иногда - к ветвистым неравновесным. [c.51]

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]

Физически бесконечно медленным или равновесным изменением какого-либо параметра а называют такое его изменение со временем, когда скорость dajdt значительно меньше средней скорости изменения этого параметра при релаксации так, если при релаксации параметр а изменился на Аа, а время релаксации равно т, то при равновесных процессах [c.24]

Для решения задачи рассмотрим следующий изотермический цикл, протекающий при неизменном объеме. Пусть система находится в равновесном состоянии j fl. Включим бесконечно медленно такое силовое поле U, что система приобретает состояние Jt. Этот процесс обратимый и при наличии дополнительного силового поля и состояние х равновесное. Работа системы при этом процессе [c.346]

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]

Уравнение (2.51) было выведено ранее для обратимых процессов. В действительности оно может быть распространено и на некоторые необратимые процессы, например, на процессы, происходящие не бесконечно медленно, но с некоторой конечной скоростью, если только учитывать диссипацию энергии движения, т. е. изменение энтропии при изменении состояния системы в результате действия сил внутреннего трения, теплопроводности и диффузии (подробнее об >том см. гл. 10). Е1следствие этого, и при условии, что и, 1, 8, Т, А/, йу имеют вполне определенные значения при рассматриваемых необратимых процессах, термодинамическое тождество (2.73) может применяться и к необратимым процессам, если только степень необратимости их не очень велика (при этом давление р надо заменить на р ). [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...