Процессы равновесные (квазистатические

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]

Процесс, при котором все параметры системы меняются очень медленно, так что в системе в каждый момент времени возможно установление равновесного состояния, представляет собой квазистатический, или равновесный процесс. Равновесный процесс возникает из некоторого равновесного состояния и представляет собой совокупность последовательно проходимых системой состояний равновесия. [c.19]

Равновесный (квазистатический) процесс является процессом обратимым. По определению равновесный процесс представляет собой последовательность равновесных (статических) состояний, в которых соблюдается механическое (поле давлений однородно) и термическое (поле температур однородно) равновесие. Переход от одного состояния к другому неминуемо связан с нарушением равновесия движение поршня нарушает однородное поле давлений, так как при сжатии газа у поверхности поршня возникает область повышенного давления подвод теплоты вызывает нарушение однородного поля температуры, так как в месте подвода температура возрастает. В практическом смысле процесс можно считать равновесным тогда, когда до начала следующего перехода (элементарное перемещение поршня или подвод элементарного количества теплоты) возмущения, [c.46]

Как уже отмечалось выше, степень необратимости того или иного необратимого процесса может быть различной. В принципе можно представить себе степень необратимости настолько малой, что процесс будет осуществляться практически обратимо. В этой связи полезно обратиться к понятию о равновесных (квазистатических) и неравновесных процессах. [c.52]

На первый взгляд может показаться сомнительной возможность применения энтропии к состоянию системы, претерпевающей необратимые изменения. Использование этой функции состояния для равновесных систем и квазистатических процессов на протяжении большее чем 100 лет дало очень положительные результаты. Введение ее в термодинамику позволило успешно решать ряд практических задач. Однако очень хорошо известно, что в любом состоянии, которое называют равновесным, или в любом процессе, относящемся к квазистатическим, всегда имеют место микроскопические флуктуации, нарушающие равновесие и в какой-то степени отклоняющие процесс от квазистатического. Это обстоятельство показывает, что в применении энтропии к квази-статическим и необратимым процессам принципиальной разницы нет. [c.46]

Равновесный (квазистатический) процесс является обратимым. Действительно, поскольку любое его состояние является состоянием равновесным, то при обратном его протекании система проходит все состояния прямого процесса, но только в обратном порядке. Обратное утверждение тоже верно — всякие обратимые процессы являются квази-статическими, т. е. теоретически бесконечно медленными. Впрочем, для идеализированных схем (например при отсутствии сил трения) даже быстрые процессы могут быть обратимыми. [c.256]

Процесс этот в зависимости от условий его протекания может быть равновесным — квазистатическим или неравновесным. [c.25]

Равновесным квазистатическим) процессом называется термодинамический процесс, при котором тело (система тел) проходит непрерывный ряд равновесных состоя- [c.126]

Мы видели, что равновесное состояние однородных тел определяется заданием трех макроскопических параметров. Например, числом частиц, объемом и внутренней энергией, или числом частиц, объемом и температурой, или какой-нибудь другой их тройкой из-за наличия функциональных связей между различными макроскопическими величинами одни из них можно выражать через другие. Если же ограничиться рассмотрением систем с постоянным числом частиц, то их равновесные состояния будут вполне определяться только парой макроскопических параметров. Поэтому для таких систем равновесные состояния удобно изображать точками плоскости, откладывая по декартовым осям значения соответствующих величин. При этом квазистатические процессы будут изображаться линиями, представляющими геометрическое место точек, через которые проходит система. [c.104]

Следует обратить внимание на то, что скорость процесса, какой бы малой она ни была, сама по себе не является еще признаком его равновесности. Любой квазистатический процесс должен быть таковым на всех стадиях и, следовательно, должен начинаться с равновесного состояния системы. Например, процесс теплопередачи между телами с разными температурами, несмотря на то, что его можно сделать сколь угодно медленным, не может быть квазистатическим, поскольку условием теплового равновесия служит равенство температур. Исходное [c.39]

Первая стадия — нагревание жидкости до температуры, при которой она находится в равновесии с кристаллами А, вторая — квазистатический переход в кристаллическое состояние, третья стадия — охлаждение кристаллов до начальной температуры. Все стадии процесса происходят при постоянном давлении Р2. Другой, изотермический путь равновесной кристаллизации переохлажденной жидкости (И на рис. 2) [c.74]

Если свойства переохлажденной жидкости не изучены экспери. ментально, их можно оценить, экстраполируя свойства равновесной жидкости на необходимые значения переменных Г, Р. Для остальных стадий процессов, как легко заметить, необходимы сведения только о свойствах равновесных состояний и функциях квазистатических процессов. [c.75]

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

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]

Далее, считая в соответствии со сделанными ранее предположениями процесс флуктуационного отклонения от равновесного состояния квазистатическим, находим из второго начала термодинамики [c.301]

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]

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]

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]

Рассмотрим квазистатические процессы, т. е. процессы, происходящие настолько медленно, что их можно рассматривать как последовательную смену равновесных состояний газовой среды. [c.409]

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]

Изменение внутренней энергии тела в результате изохорического процесса при условии равновесного (т. е. квазистатического) проведения процесса равняется [c.45]

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]

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]

Если процесс изменения внешних параметров происходит медленно то нарушения равновесного состояния малы и можно приближенно считать, что система находится в состоянии термодинамического равновесия. Такие процессы, называемые квазистатическими, характерны тем, что скорость изменения внешних параметров значительно меньше скорости процессов релаксации, т. е. про- цессов, в результате которых достигается равновесие. В случае быстрого процесса изменения внешних параметров, например быстрого подъема поршня в цилиндре, равновесие в газе будет нарушено и восстановится лишь через промежуток времени релаксации т. В этом процессе (нестатическом) в отлнчие от ква-зистатического состояние газа изменяется после того, как заканчивается внешнее изменение, т. е. расширение газа не успевает за движением поршня. Конечные состояния в этих случаях различны. [c.25]

Строгое решение задачи об отрыве парового пузырька от твердой стенки в условиях кипения не получено, поскольку для него требуется анализ уравнений сохранения для жидкости, удовлетворяющих уравнению (1.166) на межфазной поверхности, форма которой может быть получена лишь в результате решения. Исключения представляют условия гидростатики, для которых получены численные решения, определяюшие равновесные осесимметричные формы поверхности раздела фаз. В этом случае задача об отрыве пузырька или капли решается как задача о нахождении максимальных участков устойчивости равновесных поверхностей (см. п. I.I3.5). Из полученных таким путем решений формула (1.176) для предельного размера газового пузырька на срезе капилляра оказывается пригодной для расчета отрывного размера (эквивалентного диаметра) парового пузырька при кипении в области высоких приведенных давлений, когда малые скорости роста позволяют рассматривать процесс как квазистатический [52]. [c.94]

Понятие метастабильного состояния предполагает сопоставление двух достаточно протяженных фаз, способных к равновесному сосуществованию. Линия равновесия в переменных температура — давление отделяет участки абсолютно устойчивых состояний той и другой фазы. Ме-тастабильное состояние получается при переходе через линию равновесия без фазового превращения. В этом смысле говорят о вторжении фазы на чужое поле или о ее пересыщении. Глубину вторжения характеризует соответствующая разность (отношение) температур или давлений. Перевести систему в метастабильпое состояние можно различными способами, например меняя температуру при постоянном давлении путем изотермического или адиабатического расширения. Если процесс ведется квазистатически, то путь перехода не влияет на конечное состояние. [c.9]

Многократное (непрерывно следующее одно за другим) нарушение равновесия приводит к протеканию непрерывного восстановительного процесса внутри системы. При этом ссстояние системы в произвольно выбранный момент сколь угодно мало отличается от состояния равновесия. Такой процесс представляет собой непрерывную смену состояний равновесия. Он поддерживается только влиянием внешних воздействий, и разобщение системы с окружающей средой практически мгновенно его обрывает. Процесс равновесного изменения состояния называется квазистатическим (как будто статическим). [c.45]

Процесс называется квазистатическим, если внешние условия меняются так медленно, что в любой момент времени систему можно считать равновесной. Процесс называется обратимым, если при изменении внешних условий в обратном порядке система проходит в обратном порядке те же состояния, что и при прямом процессе. Обратимые процессы являются квазист тическими, но обратное утверждение не всегда верно. Например, бесконечно медленное расширение газа в пустоту является квазистатическим, но необратимым процессом. [c.12]

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]

Обратимые (квазистатические) и необратимые процессы. В процессе перехода иа одного равновесного состояния в другое, к-рый может происходить под влиянием различных внеш. воздействий, система проходит через непрерывный ряд состояний, не являющихся, вообще говоря, равновесными. Для реализации процесса, приближающегося к последовательности равновесных состояний, необходимо, чтобы он протекал достаточно медленно (был бы квазистатиче с к и м). Но сама по себе медленность процесса ещё не явл. достаточным признаком его равновесности. Так, процесс разрядки конденсатора через большое сопротивление или дросселирование газа (см. Джоуля — Томсона эффект) могут быть сколь угодно медленными и при этом существенно неравновесными процессами. Равновесный процесс, представляя собо11 непрерывную цепь равновесных состояний, явл. обратимы м— его можно совершить в обратном направлении и при этом в окружающей среде не останется никаких изменений. Т. даёт полное количеств, описание обратимых процессов, а для необратимых процессов устанавливает лишь определ. неравенства и указывает направление их протекания. [c.751]

Ф См. лит. при ст. Налориметрия. ТЕРМОСТАТИКА, то же, что термодинамика равновесных (квазистатических) процессов. ТЕРМОУПРУГОСТЬ, раздел механики деформируемого тв. тела, в к-ром изучаются зависимости между напряжениями, деформациями и темп-рой и разрабатываются матем. методы расчёта температурных напряжений и деформаций, к-рые существенны для рационального проектирования машин и конструкций, работающих в сложных температурных режимах. [c.756]

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]

На РУ-диаграмме простой геометрический смысл получает величина работы, совершенной над системой. По формуле (5.4) при бесконечно малом квазистатическом изменении объема элементарная работаем — - Р бУ, гдеР —равновесное давление. Легко видеть, что по величине и по знаку бЛ равно площади полоски, заштрихованной на рис.5.2, если принять, что направление ее обхода задается направлением процесса и условиться, как это принято в геометрии, считать площадь фигуры положительной при обходе ее против часовой стрелки и отрицательной при противоположном направлении обхода. Полная же работа, совершенная над системой в процессе 2а1, показанном на рисунке, по величине и по знаку равна площади фигуры 2й/У У2. Указанное направление процесса соответствует положительной работе внешних сил (объем системы уменьшается). Если же проводить процесс в обратном направлении 1а2, работа внешних сил будет отрицательной, и это значит, что в этом случае работу совершает система. [c.105]

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]

Причиной и движущей силой термодинамического процесса является разность температур, давлений, химических потенциалов компонентов и других термодинамических сил (см, 2) в разных точках внутри системы или на ее границах с внешней средой. Согласно определению квазистатического процесса допустимы лишь бесконечно малые изменения указанных интенсивных свойств на конечных расстояниях. Но рассмотренный выше критерий окончания релаксационного процесса (4.4) может служкть и критерием практической равновесности реального процесса. Из него следует, что скорость процесса, который ни по каким признакам неотличим от равновесного, может быть значительной, если в системе происходит быстрая релаксация по всем переменным. Например, при взрывах равновесие иногда достигается за стотысячные доли секунды, и модель квази-. статического процесса оказывается правдоподобной даже при значительной скорости изменения свойств системы. [c.39]

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]

Различают динамический и квазистатический процессы нагружения. Во втором случае процесс нагружения образца, вообщ,е говоря, не есть смена равновесных состояний. Последние при неизменных во времени нагрузках в Л-образцах (телах) наступают после кратковременной ползучести. Будем условно считать, что такие тела имеют склерономные свойства. Если равновесные состояния при постоянных нагрузках вообще не достигаются, то такие тела обладают реономными свойствами. Тела со склерономными свойствами являются идеализацией реальных физических тел и для них время t является не существенной переменной, а переменной, характеризующей последовательность наступления различных механических состояний. Б реономных телах время t имеет существенное значение для описания не только последовательности состояний тела, но и скорости их смены. [c.80]

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]

Термодинамический процесс называют равновесным или квазистатическим, если все параметры системы меняются столь медленно, что система при ее эволюции все вре1яя находится в термодинамически равнореснщ еоетоянццх, [c.32]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...