Квазиравновесные процессы

Процесс, протекающий так медленно, что в системе в каждый момент времени успевает установиться практически равновесное (т. е. очень близкое к равновесию) состояние, представляет собой квазистатический или квазиравновесный процесс. [c.19]

В технической термодинамике изучаются равновесные процессы, которые описываются уравнением состояния и могут изображаться графически. В природе не существует равновесных процессов, но существуют квазиравновесные процессы, близкие к равновесному. [c.35]

Константы скоростей реакции являются некоторыми функциями состояния смеси газов. При квазиравновесных процессах их можно счи- [c.90]

Принцип локального равновесия означает справедливость всех уравнений равновесной термодинамики для бесконечно малых элементов массы (объема) неравновесных систем. Согласно этому принципу, состояние неравновесной системы характеризуется локальными термодинамическими потенциалами, которые зависят от времени только через характеристические термодинамические параметры, причем для всех термодинамических величин справедливы уравнения классической термодинамики. Это позволяет строить рассмотрение неравновесных открытых систем на анализе термодинамической самоорганизации структур, в которых локализован некий квазиравновесный процесс. В этом случае эволюцию системы можно рассматривать как ее переход через ряд термодинамических квазиравновесных состояний, а зависимость системы от времени описывать с помощью параметров, контролирующих наиболее медленный процесс. [c.14]

В настоящем параграфе заложена концепция фрактального материаловедения, научной базой которой являются принципы создания фрактальной структуры путем управления обратными связями, закладываемыми при легировании в электронный спектр сплава. Введены представления о связи степени устойчивости структуры сплава под напряжением с типом лидера-дефекта, контролирующего механизм диссипации энергии на стадии квазиравновесного процесса деформации. На этой основе сплавы разделены на шесть классов по степени устойчивости их струк- [c.237]

Капиллярная конденсация 158 Капиллярное давление 120 Капиллярные силы 120 Капиллярный слой 120 Карбюраторные двигатели 248, 254 Каскадная схема регенеративного подогрева питательной воды 302 Катализаторы 102, 180 Квазиравновесные процессы 17 Кинематическая вязкость 216 Кинетическая теория материи 9 [c.333]

С точностью о (а), так как объемные интегралы имеют еще более высокий порядок малости. Нарушение условий —О(а)->-0 происходит на поверхностях разрывов (см. 11). В этом смысле непрерывные процессы, происходящие в частице среды, называются равновесными. В принципе такой выбор АУ возможен и в эксперименте для квазиравновесных процессов. Работа внешних сил сведется только к работе поверхностных сил за счет деформаций объема АУ. Но из (8.28) [c.141]

Квазиравновесные процессы. В изолированных системах такие процессы развиваются в направлении максимума энтропии 5. Медленное изменение внешних условий, например понижение температуры, означает слабое постоянное отклонение системы от положения равновесия. При этом ее поведение описывается методами термодинамики квазиравновесных процессов, отыскиваются обычно минимумы соответствующих термодинамических потенциалов. В этом случае в системе возможны равновесные фазовые переходы. [c.103]

Как видно, феноменологическая теория предполагает использовать для описания указанных выше физических зависимостей и процессов давление и температуру в качестве основных характеристик состояния газа. Эти понятия вводятся в термодинамике строго лишь для равновесных состояний, или равновесных (точнее, квазиравновесных) процессов, образуемых обратимой последовательностью бесконечно медленно сменяемых равновесных состояний. Следовательно, феноменологическая теория применима лишь для достаточно медленных газодинамических и физико-химических процессов. [c.11]

Функция i t, р, q), удовлетворяющая уравнению (2.36), называется плотностью вероятности распределения системы по ансамблю для неравновесных (квазиравновесных) процессов. Уравнение [c.24]

Несмотря на малость р =0,04, в экспериментах 1501 процесс практически идет по квазиравновесной схеме (запаздывание из-за кинетики фазовых переходов не происходит), поэтому использование любых р 0,04 для воды и водяного пара практически не влияет на результаты соответствующих расчетов. Чтобы проявилось запаздывание кинетики, необходимы большие скорости стенок пузырька. [c.295]

Содержание квазиравновесной схемы для ряда конкретных процессов рассматривается ниже. [c.57]

Использование соотношений, вытекающих из квазиравновесной схемы, позволяет составить замкнутое описание процессов. [c.60]

Представляют интерес поля концентраций компонентов в пограничном слое для различных моментов времени. На рис. 7.7.3 приведены графики концентраций поперек пограничного слоя для СОа (кривые I, 2,3) и для кислорода (кривые 1, 2, 3 ) в различные моменты времени. Здесь кривые 7, Г 2, 2 3, 3 отвечают тем же моментам времени и тем же значениям безразмерных параметров, что и кривые 2,3,4 на рис. 7.7.2 соответственно. Видно, что химическая реакция локализуется в узкой зоне внутри пограничного слоя— во фронте горения (кривые 2, 3), который вначале продвигается в сторону свежей смеси, а затем стабилизируется на некотором фиксированном расстоянии от нагретой поверхности. На рис. 7.7.4 приведены зависимости концентраций компонентов на поверхности от времени протекания процесса. Кривая 1 здесь соответствует концентрации СО, 2 — концентрации углекислого газа СОа, 3 — концентрации кислорода. Видно, что концентрации компонентов на поверхности довольно быстро выходят на свои асимптотические значения. Этот результат подтверждает сделанный ранее вывод о том, что при б == 380 реализуется квазиравновесный режим протекания гомогенной химической реакции. [c.407]

К квазиравновесной области примыкает участок существенно наклепанного металла. Путем химического травления в структуре этой области выявляются следы интенсивных сдвиговых процессов, [c.86]

Первая химическая реакция протекает квазиравновесно в диапазоне температур 240 — 450 К, вторая реакция (неравновесная)—при 400— 1400 К и часто является лимитирующей при неизотермических процессах. [c.40]

После завершения неравновесной стадии скорость процесса конденсации насыщенного пара ограничена термическим сопротивлением капли. На поверхности капли происходит квазиравновесная конденсация, интенсивность которой снижается по мере прогрева капли. Радиус капли увеличивается за счет присоединенной массы. [c.194]

Традиционные технологии получения металлических материалов базируются на квазиравновесных физико-химических процессах, обеспечивающих формирование равновесных структур в условиях стремления системы к состоянию с минимальным значением свободной энергии. Это не позволяет традиционными методами получать материалы с заданной структурой, обеспечивающей оптимальное сочетание различных эксплуатационных характеристик. [c.216]

Для широкого круга задач фазовых переходов, тепло- и массообмена в двухфазных системах применяется так называемая квазиравновесная схема, являющаяся основой для формулировки специальных условий совместности. Эта схема основана на гипотезе о том, что характеристики соприкасающихся фаз по обе стороны границы взаимосвязаны условиями термодинамического равновесия. Схема является приближенной, так как все процессы переноса теплоты, импульса и фазовых переходов конечной интенсивности принципиально неравновесны. Однако при весьма низкой интенсивности процессов переноса квазиравновесная схема может рассматриваться как первое приближение. Содержание этой схемы приводится ниже для конкретных условий на границе раздела фаз. [c.268]

Использование специальных условий совместности, вытекающих из квазиравновесной схемы и приведенных выше в дополнение к универсальным условиям, позволяет во всех случаях составить замкнутое описание процессов. Учет действительных неравновесных эффектов на границе фазового превращения приводит к более сложным соотношениям специальных условий совместности, которые рассматриваются в 3.20. Для ряда практических приложений (конденсация паров металлов, фазовые переходы в Не-П, испарение и конденсация обычных веществ при низких давлениях и т.д.) неравновесные эффекты должны учитываться. Еще более сильные отклонения от квазиравновесной схемы наблюдаются при интенсивных процессах фазовых переходов [56]. [c.269]

Работу ракетного двигателя можно представить в виде последовательности квазиравновесных процессов, таких как нагревание топлива, его горение, расширение продуктов сгорания до давления истечения из сопла. Особенность их состоит в зависимости химического состава продуктов сгорания от условий проведения процесса. Термодинамика позволяет рассчитать равновесный молекулярный состав газов на каждом из этапов работы двигателя, если известны необходимые свойства исходных веществ и продуктов сгорания. В итоге удается отделить термодинамические задачи от газодинамических и оценить удельную тягу двигателя при заданном топливе или, не прибегая к прямому эксперименту, подобрать горючее и окислитель, обеспечивающие необходимые характеристики двигателя. Другой пример — расчет электропроводности низкотемпературной газовой плазмы, являющейся рабочим телом в устройствах для магнитно-гидродинамического преобразования теплоты в работу. Электропроводность относится к числу важнейших характеристик плазмы она пропорциональна концентрации заряженных частиц, в основном электронов, и их подвижности. Концентрация частиц может сложным образом зависеть от ис- ходного элементного состава газа, температуры, давления и свойств компонентов, но для равновесной плазмы она строго рассчитывается методами термодинамики. Что касается подвижности частиц, то для ее нахождения надо использовать другие, нетермодипамические методы. Сочетание обоих подходов позволяет теоретически определить, какие легкоионизирующиеся вещества и в каких количествах следует добавить в плазму, чтобы обеспечить ее требуемую электропроводность. [c.167]

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]

Обратимость квазиравновесного процесса следует из того, что любое промежуточное состояние есть состояние термодинамич. равновесия и не чувствительно к тому, идёт ли процесс в прямом или обратном направлении. Т. о., квазисгатичность изменения термодинамич. параметров есть достаточное условие обратимости термодинамич. процесса. [c.383]

Ряд (1.11) представляет собой геометрическую прогрессию типа tn to Р , где t - среднее время жизни структур -ой иерархии в выделенной биосистеме п = 1, 2, 3, t<)- стандартное время, равное среднему времени жизни структуры низшей (стандартной) иерархии (0) рассматриваемого ряда р - константа для данного ряда. Установленная закономерность позволяет построить основы иерархической термодинамики, или макротермодинамики (гетыерогенных систем), которая объединяет методы классической термодинамики термостатики и макрокинетики сравнительно медленных, квазиравновесных процессов. Таким образом, Г.П. Гладышеву удалось избежать сложностей в использовании функций состояния при описании поведения открытых систем. Действительно, в общем случае функции состояния открытых систем, например, функции Гиббса и функция Гельмгольца, не могут достигать экстремальных значений в этих системах. В такой ситуации классическая термодинамика, естественно, не способна предсказывать направление процессов [72]. [c.40]

При малом отклонении от равновесия атомы в основном совершают колебательное движение в неизменном потенциальном рельефе, и статические смещения практически не проявляются. Такой процесс характеризуется микроскопически малым временем Дебая = а/с 10" с, где о — межатомное расстояние, с = ZfVP скорость поперечного звука, fi — модуль сдвига, р — плотность среды. При этом сдвиговая вязкость r > pea настолько велика, что практически не сказываются микроскопические флуктуации потенциального рельефа, который можно считать неизменным. Кроме колебаний атомы совершают флуктуационные перескоки через барьеры, которые отвечают процессу диффузии, характеризуемому временем ехр 17 /Т , где — высота барьера, Г — температура. Характерное время t квазиравновесного процесса удовлетворяет условию t/r (i/t ) ехр -I7 /T > 1, обеспечивающему диффузионный массоперенос. [c.118]

Но изотермичность при сжатии газа предполагает тепло-обмен частицы с окружающей средой, поэтому в рамках схемьв невязкого газа более разумно предположить адиабатичность изменения состояния газа в звуковых волнах или изоэнтропич-ность при квазиравновесном процессе. В этом предположении в частности, для совершенного газа из уравнения изоэнтропы р= Э (5)д следует известная формула (др/др)з=ур/д, которая хорошо согласуется с опытом. [c.40]

Полученные результаты объясняются на основе представлений о возникновении регулярных диссипативных структур (РД< ) дефектов в Процессе образования остаточного нарушенного слоя При множественном локальном микроразрушении поверхности кристалла. РДС формируется из метастобильных комплексов неравновесных точечных дефектов, взаимодействующих через упругие и электрические поля и профиль распределения которых промодулирован дислокационным каркасом в области вдавливания абразивных гастиц. Переход кристалла после обработки в новое квазиравновесное состояние сопровождается распадом РДС, при котором возможны локальные фазовые переходы, проявляющиеся как отрицательная мнкрог10лзу4есть кремния. Обсуждаются аспекты практического использования обнаруженного явления для оптимизации механической обработки монокристаллов. [c.91]

Е5 действительности могут, конечно, существовать процессы, в которых J не сохраняется. Такие процессы нарушают квазиравновесное распределение (21.3) и стре.мятся восстановить истинное равновесное распределение (Х = 0). Квазиравновесное значение J является линейной функцией X. Если J остается постоянным, то в отсутствие других процессов взаимодействия взаимные столкновения стремятся привести расиределение электронов и фононов к квазиравиовесному (21.3) с соответствующим значением X. [c.284]

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]

В настоящее время для щирокого круга задач фазовых переходов, тепло- и массообмена в двухфазных системах применяется так называемая квазиравновесная схема, являющаяся основой для формулировки специальных условий совместности. Содержание квази-равновесной схемы основано на гипотезе о том, что характеристики соприкасающихся фаз взаимосвязаны условиями термодинамического равновесия. Эта схема является некоторым приближением, так как процессы фазовых переходов, тепло- и массообмена, для которых она применяется, являются, безусловно, неравновесными. Название <<квазправ1ювесная отражает приближенный характер этой модели. [c.57]

Процесс разрушения конструкционных материалов при повторных нагружениях (усталость) обычно разбивают на три этана зарождение микротреш,ины, медленный рост микротрев],ины да размера трещины Гриффитса и, наконец, быстрое распространение трещины до катастрофического разрушения. Обычно полагают, что большая часть времени жизни конструкции приходится на второй этап квазиравновесного медленного роста трещины. Следовательно, уяснение и описание медленного роста трещины, при повторных нагружениях будет способствовать более надежному предсказанию времени жизни конструкции. Предыдущие исследователи пытались охарактеризовать второй этап роста трещины на основе концепции предельной деформации [26] или постоянства энергии [9, 41, 47]. Проведенные исследования были ограничены статистически однородными изотропными материалами. Используя результаты физических исследований и математическую модель, описанную в предыдущем разделе, эти подходы можно распространить и на случай композиционных материалов. [c.249]

Первая стадия процесса протекает квазиравновесно в диапазоне температур 240—450 °К с тепловым эффектом Qx.pi = 624 кдж/кг вторая стадия процесса — лимитирующая, неравновесная, протекает при температурах 400— 1300 °К с тепловым эффектом 1227 кдж/кг. Обычно принимается, что прямая и обратная реакции являются элементарными процессами. Однако имеются данные [1.1], указывающие на большую сложность механизма обратимой реакции (1.2), которая протекает с участием промежуточных соединений типа NO3, NOa-NO и N2O2 при определенном влиянии на скорость реакции наличия инертных газов, паров воды, природы стенок и т. д. Расчеты показывают [1.2], что в реальных процессах погрешность, вносимая неучетом свободнорадикального механизма на параметры потока, незначительна и при практических расчетах теплообмена возможно исполь- [c.9]

Квазиравновесное течение реагирующей смеси имеет место в области высоких давлений, температур и времен пребывания пр—Состав газовой смеси, в которой протекают равновесные химические реакции, и другие теплофизические свойства являются однозначными функциями давления и температуры. В области низких давлений, температур и времен пребывания пр—>-0 имеет место квазизамороженное течение. Теплофизические свойства газовой смеси с замороженными химическими процессами также являются однозначными функциями температуры и давления. [c.167]

Чтобы процесс разделения протекал обратимо, необходимо в каждом сечении разделительного аппарата обеспечить бесконечно малую разность потенциалов (разность температур и химических потенциалов). Иначе говоря, фазы должны находиться в квазиравновесном состоянии. Если разделение происходит при постоянном давлении, то условие равновесия требует прежде всего определенного, меняющегося в зависимости от концентрации, т. е. от сечения к сечению, соотношения количеств обеих фаз. Последнее, в свою очередь, естественно вызывает необходимость подвода тепла во всех сечениях разделительного аппарата. Если бы процесс обратимого разделения удалось реализовать, то затраченная работа была бы минимальной. Несмотря на теоретическую ясность схемы такого процесса, практические трудности на пути его осуществления, в технике разделения газов до сих пор не преодолены. Из многочисленных предложений, только одно прочно вошло в практику — это предложение Лахмана, согласно которому в воздухоразделительную колонну вводится предварительно охлажденный поток несжатого воздуха. Поэтому за теоретическую схему реального процесса разделения можно принимать так называемую схему адиабатической ректификации с неограниченной поверхностью контакта фаз. Степень необратимости процесса разделения в таком аппарате будет различна в зависимости от типа колонны. В каждом конкретном случае приращение энтропии можно легко определить по диаграмме у—s, как разность изменения энтропий встречных потоков. [c.176]

Равновесный процесс — это процесс, состоящий из непрерывного ряда следующих друг за другом равновесных состояний. Так как равновесный проносе осуществить нельзя, то обычно рассматриваются процессы квазнстатические или квазиравновесные (почти равновесные). [c.51]

Процесс конденсации можно представить состоящим из двух стадий неравновесной и квазиравновесной. За время неравновесной стадии происходит мгновенный нагрев поверхности холодной капли от начальной температуры до температуры фазового перехода. На этой стадии скорость процесса лимитируется фазовым сопротнвлени-результаты расчета ф по формуле (1-3-9) для различных значений температуры поверхности Гпов и разности Гн—Гпов. Межфазное термическое сопротивление 1 /оф составляет величину порядка 10 (м -Ю/Вт, что намного меньше термического сопротивления большинства капель, образующихся при диспергировании струи, если считать, что значение этого сопротивления имеет порядок RI Я к- [c.194]

ПГ. Частная НГ оказывается несимметричной, осли макс. поля Я , прикладываемые в прямом и обратном направлениях, неодинаковы. Описанные ПГ характер, ны для достаточно медленных процессов перемагничи-вання, при к-ры.х сохраняется квазиравновесная связь между М и Я для соответствующи.х метастабильных состояний, и наз. кваз и статическими (или просто статическими). Отставание М от Н при намагничивании и размагничивании приводит к тому, что энергия, приобретаемая ферромагнетиком при намагничивании, не полностью отдаётся при ра.ч. магничивании. Теряемая за один полный цикл энергия [c.492]

Все процессы в природе протекают с конечной скоростью и сопровождаются явлениями трения или теплопроводности, поэтому они необратимы. О. п.— идеализация реальных процессов, протекающих так медленно, что необратимыми явлениями можно пренебречь. Иногда быстрые процессы можно рассматривать приближённо как квазиравновесные, если равновесие успевает установиться не во всей системе, а в её малых элементах объёма, и производством энтропии можно пренебречь (напр,, распространение звука в приближении идеальной гидродинамики). [c.383]

В некоторых работах, посвященных определению критического расхода, используется представление о равновесном процессе рас-щирения влажного пара в суживающихся соплах. Часто вводят предложения о изоэнтропийности течения и раздельном движении фаз (жидкая фаза движется по стенке сопла, паровая — в центральной части). Такая схема, как показывают опыты, не реализуется. Возможная область применения теории квазиравновесной конденсации и квазиравновесного движения ограничена слабо градиентными потоками в длинных трубах и свободных струях. Подтверждение этой мысли можно найти на рис. 8-6, где представлены значения относительных коэффициентов истечения Вкр(5кр = = 5кр/5кр.п кр.п — коэффициент истечения гомогенной среды, в данном случае перегретого пара) дл сопл и длинных труб. Сравнение опытных и расчетных значений Вкр отчетливо подтверждает, что предложенная в работах [Л. 247, 248] схема равновесного движения пароводяного потока в соплах не имеет места (кривые 1 и 2). Расхождение между опытом и расчетом достигает весьма больших значений (Вкр-расч/Вкр-оп= 1,12- 1,20). Вместе с тем для длинных труб постоянного сечения //а >10) отмечается удовлетворительная сходимость расчета с экспериментом (кривые 3 vi 4 на рис. 8-6). Такое совпадение для длинных труб свидетельствует [c.217]

Можно высказать следующие предположения относительно отмеченного эффекта. Известно, что в кристалле с равномерно распределенным растворенным элементом при наличии дислокаций возникает поток атомов этого элемента по направлению к дислокационным линиям, вследствие чего вокруг дислокаций создаются коттрелловские облака . Поскольку аустенит может наследовать дефекты деформированной а-фазы, можно ожидать образования на них сегрегаций углерода. Б межкритичес-ком интервале наличие таких сегрегаций должно затруднять процесс выделения феррита. Это связано с тем, что в присутствии дислокаций образование зародышей новой фазы преимущественно происходит именно на них [ 54]. Однако выделение малоуглеродистой а-фазы на дислокациях, обогащенных углеродом, естественно, затрудняется. Длительное сохранение неравновесного соотношения феррита и аустенита можно объяснить смещением кривых фазового равновесия при наличии несовершенств кристаллического строения за счет повышения термодинамического потенциала фаз и реализации в связи с этим квазиравновесных состояний. [c.58]

Таким образом, микро- и мезоструктуры поликристаллов топологически неэквивалентны, что является отражением стадийности процесса квазиравновесной кристаллизации, кинетика которого в микро- и макромасштабах различна. Параметры, определяющие интенсивность диссипативных процессов при неравновесном фазовом переходе расплава в твердую фазу, зависят от факторов неравновесности, отражающих интенсивность внешних воздействий, например от скорости охлаждения R. [c.284]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...