Proces cvasistatic

Termodinamică
Schema unei mașini termice Carnot
Ramuri Clasică Statistică Chimică Cuantică de echilibru / de neechilibru
Principii Zero Primul Al doilea Al treilea
Sisteme Izolat Închis Deschis Adiabatic Stare Ecuație de stare Gaz ideal Gaz real Stare de agregare Fază Echilibru Volum de control Instrumente Procese Destindere liberă Izobar Izocor Izotermic Adiabatic exponent Izentropic Izentalpic Politropic Cvasistatic Reversibil Ireversibil disipare Cicluri Carnot Direct Inversat Randament și eficiență Diagrame termodinamice p-V T-s h-s p-h h-x
Propertăți ale sistemelor Notă: Parametri conjugați cu italice Proprietăți intensive și extensive Funcții de proces Lucru mecanic Căldură Funcții de stare Temperatură / Entropie Presiune (internă, parțială) / Volum Potențial chimic / Număr de particule Titlul vaporilor Proprietăți reduse
Proprietăți ale materialelor Baze de date cu proprietăți Capacitate termică masică  ${\displaystyle c=}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \partial S}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \partial T}$ Coeficient de compresibilitate  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial p}$ Coeficient de dilatare volumică  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial T}$
Ecuații Teorema lui Carnot Teorema lui Clausius Relația fundamentală Legea gazelor ideale Stări corespondente Relațiile Maxwell Relațiile Onsager Ecuațiile Bridgman Tabel cu ecuații termodinamice
Potențiale Energie internă: ${\displaystyle U(S,V)}$ Energie liberă: ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ Entalpie: ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ Entalpie liberă: ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$ Entropie liberă
Istorie Cultură Istorie Generală Istoria entropiei Legile gazelor Istoria perpetuum mobilelor Filozofie Entropie și timp Entropie și viață Clichetul brownian Demonul lui Maxwell Paradoxul morții termice Paradoxul lui Loschmidt Sinergetică Teorii Teoria caloricului Forța vie Echivalentul mecanic al caloriei Putere motrice Lucrări fundamentale An Experimental Enquiry Concerning ... Heat On the Equilibrium of Heterogeneous Substances Réflexions sur la puissance motrice du feu Cronologii Termodinamică mașini termice Artă Învățământ Suprafața termodinamică a lui Maxwell Entropia ca disipare a energiei
Personalități Bernoulli Boltzmann Bridgman Carathéodory Carnot Clapeyron Clausius de Donder Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Kelvin Lewis Massieu Maxwell von Mayer Nernst Onsager Planck Rankine Smeaton Stahl Tait Thompson van der Waals Waterston
Altele Nucleație Autoasamblare Autoorganizare Ordine și dezordine
Categorie
v d m

În termodinamică un proces cvasistatic^[1] (din latină quasi, sensul „aproape”^[2]) este un proces termodinamic care se desfășoară suficient de lent pentru ca sistemul să rămână în echilibru termodinamic intern fizic (dar nu neapărat și chimic). Un exemplu este destinderea cvasistatică a unui amestec de hidrogen și oxigen gazos, în care volumul sistemului se modifică atât de lent încât presiunea rămâne uniformă în întregul sistem în fiecare moment din timpul procesului.^[3] Un astfel de proces idealizat este o succesiune de stări de echilibru fizic.^[4]

Doar într-un proces termodinamic cvasistatic se pot defini exact mărimile intensive (cum ar fi presiunea, temperatura, volumul masic, entropia masică) ale sistemului în orice moment în timpul întregului proces; în caz contrar, deoarece nu se stabilește un echilibru intern, diferite părți ale sistemului ar avea valori diferite ale acestor mărimi, astfel încât o singură valoare a unei mărimi poate să nu fie suficientă pentru a reprezenta întregul sistem. Cu alte cuvinte, atunci când o ecuație pentru o modificare a unei funcții de stare conține p sau T, aceasta presupune un proces cvasistatic.

În timp ce toate procesele reversibile sunt cvasistatice, majoritatea autorilor nu consideră necesară existența unui proces cvasistatic general pentru a menține echilibrul între sistem și împrejurimi și pentru a evita disipația,^[5] care sunt caracteristici definitorii ale unui proces reversibil. De exemplu, comprimarea cvasistatică a unui sistem de către un piston care se frecă de cilindru este ireversibilă. Deși sistemul este întotdeauna în echilibru termic intern, frecarea generează entropie disipativă, ceea ce contravine definiției reversibilității. Orice inginer ține seama de frecare atunci când calculează generarea de entropie disipativă.

Un exemplu de proces cvasistatic care nu este unul ideal, pentru a fi reversibil, este o transmitere lentă de căldură între două corpuri aflate la două temperaturi (finit) diferite, unde viteza transmiterii căldurii este controlată de o zonă slab conductivă între cele două corpuri. În acest caz, indiferent cât de lent are loc procesul, starea sistemului compus format din cele două corpuri este departe de echilibru, deoarece echilibrul termic pentru acest sistem compus necesită ca cele două corpuri să fie la aceeași temperatură. Totuși, modificarea entropiei pentru fiecare corp poate fi calculată din egalitatea Clausius pentru o transmitere reversibilă a căldurii.

• Presiune constantă: procese izobare,

${\displaystyle L_{1-2}=\int p\,dV=p(V_{2}-V_{1})}$

• Volum constant: procese izocore,

${\displaystyle L_{1-2}=\int pdV=0}$

• Temperatură constantă: procese izotermice,

${\displaystyle L_{1-2}=\int p\,dV,}$

unde presiunea p variază cu volumul V conform relației ${\displaystyle pV=p_{1}V_{1}=C}$, astfel obținându-se

${\displaystyle L_{1-2}=p_{1}V_{1}\ln {\frac {V_{2}}{V_{1}}}}$

• Procese politropice,

${\displaystyle L_{1-2}={\frac {p_{1}V_{1}-p_{2}V_{2}}{n-1}}}$

• Entropie
• Proces reversibil

Portal Fizică