Процесс необратимый равновесный

Исходя из второго начала термодинамики, рассмотрим прежде разделение всех процессов, испытываемых изолированной системой в целом, на обратимые и необратимые и установим отношение этих процессов к равновесным и неравновесным. [c.53]

Мерой необратимости процесса в замкнутой системе (см. 17) является изменение новой функции состояния — энтропии, существование которой у равновесной системы устанавливает первое положение второго начала о невозможности вечного двигателя второго рода. Однозначность этой функции состояния приводит к тому, что всякий необратимый процесс является неравновесным (см. 17). Верно и обратное заключение всякий неравновесный процесс необратим, если в дополнение ко второму началу осуществляется достижимость любого состояния неравновесно, когда оно достижимо из данного равновесно [вся современная практика подтверждает выполнение этого условия однако противоположное условие (см. 30) выполняется не всегда]. Деление процессов на обратимые и необратимые относится лишь к процессам, испытываемым изолированной системой в целом разделение же процессов на равновесные и неравновесные с этим не связано. [c.54]

Нелинейная термодинамика коренным образом изменяет статус второго начала термодинамики. Действительно, этот закон, как видим, определяет не только разрушение структур при необратимых процессах вблизи равновесного состояния, но и возникновение структур при необратимых процессах вдали от равновесия открытой системы. Отражая необратимость всех реальных процессов, второе начало выражает, таким образом, закон развития материи. Такое понимание второго начала термодинамики снимает кажущееся противоречие между этим законом о возрастании энтропии и беспорядка в замкнутой системе и теорией эволюции Дарвина о возникновении все более сложных и самовоспроизводящихся структур в живой природе. Заметим, что дело здесь не только в том, что живая система является открытой, поскольку вместе со средой она образует закрытую систему, энтропия которой также возрастает при усложнении живой системы. [c.281]

Обратимый процесс является равновесным, а необратимый - неравновесным. В результате прямого и обратного обратимых процессов в системе и во внешней среде не происходит каких-либо остаточных конечных изменений. При прямом обратимом процессе производится работа, достаточная для возвращения системы при тех же внешних условиях в первоначальное состояние. [c.12]

Процессы обратимые и необратимые. Равновесным состоянием называется состояние тела, при котором параметры его одинаковы во всех точках тела. [c.41]

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]

Мы рассматриваем необратимый равновесный процесс деформации, следовательно, искомое соотношение не должно содержать времени (а значит, и скорости деформации) достаточно указать поведение материала при нагружении и разгрузке. [c.47]

Фактор времени. В предыдущих главах рассматривались законы пластической деформации, не связанной со временем t. По сравнению с уравнениями Гука новые уравнения состояния более полно описывали механические свойства реальных тел, и именно поэтому полученные результаты приобрели важное значение в решении вопросов прочности машин и сооружений. Теория упруго-пластических деформаций и теория пластического течения по введенной ранее терминологии ( 13) относятся к описанию необратимых равновесных процессов деформации. [c.298]

Термодинамические процессы могут быть обратимыми и не- обратимыми. Обратимым называют равновесный процесс, который протекает в прямом и обратном направлениях через один и тот же ряд равновесных состояний, не вызывая изменений в самом газе и в телах, окружающих систему. Неравновесные процессы необратимы. Все действительные процессы, встречающиеся в теплотехнике, практически необратимы. Изучение этих процессов может быть приведено при некоторых условиях к изучению обратимых процессов с достаточной для практики точностью. [c.98]

Какие термодинамические процессы называются равновесными и неравновесными, обратимыми и необратимыми [c.101]

Обратимыми процессами могут быть только равновесные. Все неравновесные процессы — необратимые. Докажем это. [c.74]

Ранее указывалось, что обратимые процессы проходят через ряд равновесных состояний и что условием их осуществимости является наличие температурного равновесия и механического равновесия, ведущих к бесконечно малой скорости протекания процесса. Необратимые процессы соответственно называются неравновесными. Обычно полагают, что равновесными у них являются только начальные и конечные состояния, а все промежуточные состояния — неравновесны. [c.37]

Этот вывод дает пример процесса, необратимого в целом (для конечного объема среды), при котором изменение состояния каждой частицы можно считать равновесным ( = 0). [c.36]

Рассмотрим теперь необратимый равновесный процесс деформации здесь Напряжение не является больше функцией только мгновенных значений деформации процесс деформации зависит, кроме того, и от направления движения по кривой деформации, т. е. от того, происходит ли нагружение или разгрузка. [c.60]

Равновесный процесс, который может быть осуществлен в обратном направлении через тот же ряд последовательных равновесных состояний прямого процесса, называют обратимым процессом. Необратимые процессы характерны тем, что рабочее тело невозможно вернуть в исходное состояние без внешнего дополнительного воздействия. Например, процесс нагревания одного рабочего тела за счет тепла другого тела с более высокой температурой — процесс необратимый, так как передача тепла в обратном направлении от меньшей температуры к большей принципиально невозможна без дополнительной [c.40]

Почти всегда подчеркивают, что термодинамика занимается изучением обратимых процессов и равновесных состояний и что эта наука не может иметь никакого отношения к необратимым процессам или неравновесным системам, в которых изменения развиваются с конечной скоростью. Причина, по которой равновесные состояния столь важны, достаточно очевидна, если принять во внимание, что и сама температура определена для равновесных состояний. Но признание всеобщего бессилия при описании необратимых процессов представляется, по здравому размышлению, удивительным. Обычно физика не ведает таких пораженческих настроений. [c.95]

Существуют случаи, когда время релаксации процессов установления равновесия в теле велико, т. е. эти процессы протекают сравнительно медленно. Так, если мы имеем дело с жидкостью или газом, представляющими собой смесь веществ, между которыми может происходить химическая реакция, то при каждых данных плотности и температуре существует определённое состояние химического равновесия, характеризующееся определёнными концентрациями веществ в смеси. Если, например, сжать жидкость, то состояние равновесия нарушится и начнёт происходить реакция, в результате которой концентрации веществ б дут стремиться принять равновесные значения, соответствующие новому значению плотности (и температуры). Если скорость этой реакции не слишком велика, то установление равновесия происходит сравнительно медленно и не будет поспевать за изменением сжатия. Процесс сжатия будет сопровождаться тогда внутренними процессами приближения к состоянию равновесия. Но процессы установления равновесия являются процессами необратимыми они сопровождаются возрастанием энтропии и, следовательно, диссипацией энергии. Поэтому, если время релаксации этих процессов велико, то при сжатии или расширении жидкости происходит значительная диссипация энергии, и поскольку эта диссипация должна определяться второй вязкостью, то мы приходим к выводу, что С будет велико ). [c.376]

Одно дополнительное замечание читатель, знакомый с учебниками по термодинамике, может припомнить чувство неудовлетворенности, возникающее при выводе уравнений, подобных уравнению (4-4.4), из-за некоторой расплывчатости соображений, касающихся обратимых и необратимых процессов, которые использовались где-то в ходе рассуждений. В последующем мы будем говорить о реальных процессах, которые являются необратимыми. Полученные соотношения относятся к области термодинамики необратимых процессов. Равновесные соотношения (или соотношения термостатики), а также соотношения линейной неравновесной термодинамики (типа соотношений Онзагера) можно получить как некоторые предельные случаи. [c.149]

Циклы бывают обратимые и необратимые. Цикл, состоящий из равновесных обратимых процессов, будет обратимым. Рабочее тело в таком цикле не должно подвергаться химическим изменениям. [c.110]

Для получения основных соотношений между свойствами, диссипацией и необратимостью, а также асимптотическими или равновесными состояниями используются методы термодинамики [724]. Другими сопутствующими проблемами являются свойства твердых частиц, электронные состояния и проводимость [510]. Явления, обусловленные присутствием электрических зарядов, и электродинамические процессы [378] наблюдаются во многих системах с накоплением заряда, эмиссией и при взаимодействии с поверхностью. [c.17]

Однако степень этой необратимости может быть весьма различной. Она будет, очевидно, тем меньше, чем меньше в ходе процесса состояние всей системы взаимодействующих тел отклоняется от равновесного. Качественно о степени необратимости процесса в каждый момент можно судить по тому, насколько трудно было бы обратить его вспять, т.е. насколько сильно нужно было бы изменить условия в системе для того, чтобы процесс пошел в обратном направлении. Количественной же мерой необратимости всего процесса в целом служит степень возрастания энтропии системы. [c.97]

Один из возможных способов осуществления интересующего нас процесса состоит в том, что масса груза, лежащего на поршне, сразу удваивается, и в результате, возможно, после нескольких колебаний, поршень занимает новое положение. Столь сильное нарушение равновесности системы приводит к заметной необратимости процесса, особенно в начальной его стадии, когда для изменения его направления нужно было бы уменьшить массу груза На поршне на величину порядка ее самой. [c.98]

Если I велико и АР Р , Р , то отклонения от равновесности будут теперь невелики и степень необратимости процесса сильно уменьшится. Для обращения его направления в любой момент достаточно будет лишь чуть-чуть уменьшить массу груза на поршне. Соответственно этому, в гораздо меньшей степени возрастет и энтропия. [c.99]

Энергия сохраняется, конечно, во всех процессах, равновесных и неравновесных, обратимых и необратимых. Поэтому равенства [c.102]

При конечной же скорости переноса процесс идет необратимо чтобы заставить заряды двигаться обратно, их нужно сначала остановить. При этом конечной,будет и скорость изменения концентрации ионов в электролите. Поэтому их равновесное распределение по обе стороны полупроницаемой перегородки не будет успевать, как следует, устанавливаться и определяемая этим распределением разность потенциалов будет уменьшаться. Она будет становиться меньше, чем величина ЭДС. Такой же механизм уменьшения напряжения при конечной величине отбираемого тока действует во всех химических источниках тока, и его обычно учитывают, вводя представление о внутреннем сопротивлении источника. [c.112]

Из разобранного в предыдущем параграфе примера видно, что степень обратимости процесса увеличивается по мере уменьшения его скорости. Это происходит потому, что необратимость всегда связана с неравновесностью проходимых системой состояний. А неравновес-ность будет, очевидно, тем меньше, чем меньше скорость процесса по сравнению со скоростью самопроизвольного установления в системе термодинамического равновесия. В предельно медленном процессе все состояния, через которые проходит система, будут просто равновесными, и поэтому такие процессы называют равновесными, или квазистатическими. [c.100]

И. Пригожин и И. Стенгерс [4] выделили три последовательных этапа в развитии термодинамики, связанные с областями, отвечающих равновесным, слаборавновесным и неравновесным процессам. В равновесной области производство энтропии, потоки I и силы X равны нулю. В слабо равновесной области (линейная термодинамика) потоки (I) линейно зависят от сил (X), а в сильнонеравновесной области эта зависимость сложная. Кроме того, все необратимые процессы сопровождаются производством энтропии. [c.17]

Учитывая, что для обратимой адиабаты Si = S2, а также что конечное состояние в необратимом процессе является равновесным, изменение энтропии 5.j —5i можно определить по формуле (6.6), так как конечные точки процессов лежат на одной изохоре [c.118]

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]

При взаимодействии с окружающей средой термодинамическая система проходит ряд последовательных состояний, совокупность которых называют термодинамическим процессом. Термодинамический процесс называют равновесным, если в любом промежуточном состоянии при фиксированных внешних воздействиях для конечного интервала времени параметры термодинамического состояния системы не изменяются. Неравновесными называют процессы, состоящие из последовательности неравновесных состояний. При заданных внешних воздействиях реальные процессы в термодинамической системе всегда происходят с конечной скоростью изменения параметров термодинамического состояния, поэтому они всеща будут неравновесными. В том случае, если скорости изменения параметров термодинамического состояния достаточно малы, процесс приближенно можно считать равновесным. Равновесный процесс, который и в прямом, и в обратном направлениях проходит через одну и ту же последовательность состояний, только в обратном порядке, носит название обратимого. В противном случае термодинамический процесс называют необратимым. Необратимые термодинамические процессы характеризуются рассеянием энергии. [c.181]

В настоящей главе читатель получил представление об одном из наиболее трудных понятий классической термодинамики равновесных процессов, а именно об энтропии как одной из термодинамических характеристик системы. Установив, что ключом к энтропии как характеристики является первая теорема об обратимой работе (разд. 10.4), с ее помощью мы показали, что если в бесконечно малом внутренне обратимом процессе в систему, находящуюся при температуре Т, поступает количество тепла (dQr) revj ТО В6" личина ( Qr/7 )rev будет одинаковой для всех внутренне обратимых переходов между заданными начальным и конечным устойчивыми состояниями. Следовательно, эта величина соответствует изменению некоторой характеристики системы, т. е. изменению энтропии dS. Затем мы обсудили вопрос о том, имеет ли смысл изменение энтропии системы, если ее состояние изменяется в результате необратимого процесса. При этом было установлено, что для идентифицируемых начального и конечного устойчивых состояний вычисление изменения энтропии в процессе необратимого перехода вполне осмысленно, и его следует проводить путем использования альтернативного обратимого процесса перехода между теми же состояниями. [c.185]

Ранее указывалось, что все действительные процессы необратимы, следовательно, приходим к выводу, что в изол ро1ванной системе энтропия неуклонно увеличивается, стремится к некоторому-максимуму, при достижении которого температуры сравняются и система станет равновесной, При движении системы к такому- [c.152]

Обычно исходят из предпосылки, что переход от одного равновесного состояния к другому, связанный с нарушением предшествующего равновесного состояния и стабилизацией последующего, возможен лишь квазистатически (т. е. предельно замедленно). Нужно, однако, заметить, что в расчетные соотношения феноменологической термодинамики и в состав соответствующих средств описания процессов время не входит (например, индикаторная диаграмма в координатах давление — объем непосредственно ие содержит указаний о продолжительности и темпах течения процесса). Отсюда непосредственно следует, что если измерительный прибор фиксирует некоторые значения параметров состояния термодинамической системы (давление, объем, температура и т.п.), то вполне допустимо рассматривать эти состояния с1е11п111о (но определнию) как равновесные, а изображение реального процесса в термодинамических координатах — как изображение реального необратимого равновесного процесса. [c.11]

Термодинамические процессы могут быть обратимыми и необратимыми. Обратимьш является равновесный процесс, если при проведении его в обратном направлении система приходит в начальное состояние, и во внешней среде нет изменений. Остальные процессы необратимы. Поскольку всегда имеет место рассеяние энергии (например, за счет трения), то любой реальный процесс необратим. Мерой рассеяния или необратимости является энтропия 8. [c.51]

МАКСИМАЛЬНАЯ РАБОТА в термодинамике имеет 2 смысла 1) М. р. — работа, совершаемая тонлоизолированио системой при обратимом переходе из неравновесного состояния в равновесное (прп этом энтропия спсте.мы остается постоянной). 2) М. р.— работа, совершаемая системой в термостате (с одной и той же температурой в начальном и конечном состоянии), при обратимом переходе из одного равновесного состояния в другое если ири этом объем остается неизмонны.м, то М. р. равиа измепению сво-бод)юй энергии, если неизменно давление, то М. р. равпа изменению термодина.нического потенциала. Поскольку реальные процессы необратимы, то работа, произведенная к.-л. системой, всегда меньше М, р. [c.126]

Пусть рассмотренный процесс 1-2 характеризуется тем, что каждое из промежуточных состояний газа имеет давление, одинаковое по всей массе газа, и удельный объем, также одинаковый по всей массе. Каждое такое состояние называется равновесным описывается оно уравнением Клапейрона (1-14), а весьпро-цесс 1-2, состоящий из громадного числа равновесных состояний, называется равновесным процессом. Равновесным процессам присуще свойство обратимости, которое заключается в том, что они могут быть пройдены в обратном направлении через все состояния прямого процесса при этом, если к газу в прямом процессе подведено некоторое количество тепла и газ совершил какую-то работу, то в обратном процессе это количество работы должно быть совершено внешней средой над газом и от газа должно быть отнято количество тепла, равное ранее подведенному. Иначе говоря, обратимый процесс происходит так, что обратное его протекание восстанавливает все явления, сопутствующие прямому процессу. Если же обратный процесс не может восстановить все явления прямого, например если в обратном процессе нужно совершить больше работы, чем газ совершил в прямом процессе, или же от газа нужно отвести меньше тепла, чем в прямом процессе, то такой прямой процесс называется необратимым. Обратимые процессы изменения состояния газа описываются математически. В термодинамике в первую очередь изучаются обратимые процессы. Необратимые явления, происходящие в процессах, учитываются опытными коэффициентами, которые вносятся затем в расчеты. [c.22]

Химическое сродство Де Донде имеет под собой совершенно другую концептуальную основу оно связывает энтропию с необратимыми химическими процессами, которые происходят в природе. Ясно, что это более общая точка зрения на энтропию, которая не ограничивает понятие энтропии бесконечно медленными (квазистатическими) обратимыми процессами и равновесными состояниями. [c.120]

Только обратимые процессы могут быть изображены графически на диаграммах состояния, так как на этих диаграммах каждая точка представляет равновесное состояние тела. Графическое же изображение необратимых процессов при помощи диаграмм или совершенно невозможно, или их можно изображать лишь приближенно, заменяя, например, все параметры их осреднепными по объему значениями. [c.61]

В качестве примера рассмотрим выравнивание температуры двух кусков металла, соединенных плохим теплопроводником. Здесь только состояние теплопроводящей перемычки будет заведомо неравновесным, поскольку разные ее концы будут иметь разную температуру. Перемычка потому и проводит тепло плохо, что скорость установления в ней термодинамического равновесия очень мала. Что же касается кусков металла, то, если точность измерений такова, что их можно все время считать однородно нагретыми, с той же точностью этот необратимый процесс будет для них равновесным. Тогда для вычисления различных макроскопических величин, характеризующих тело, можно использовать формулы, относящиеся к равновесному случаю. Однако если мы захотим—экспериментально и теоретически — исследовать как раз распределение температуры по металлу, мы должны будем—экспериментально—повысить точность измерений, а теоретически — перестать считать процесс равновесным. [c.101]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...