Proces quasistatyczny

w termodynamice, proces quasi-statyczny (znany również jako quasi-equilibrium, od łacińskiego quasi, co oznacza „jakby”), jest procesem termodynamicznym, który dzieje się wystarczająco powoli, aby układ pozostał w równowadze wewnętrznej. Przykładem tego jest kompresja quasi-statyczna, gdzie objętość układu zmienia się z szybkością na tyle powolną, że ciśnienie pozostaje jednorodne i stałe w całym układzie. Taki proces jest ciągiem stanów równowagi, a nieskończona powolność jest jego cechą charakterystyczną.

tylko w procesie quasi-statycznym możemy zdefiniować intensywne ilości (takie jak ciśnienie, temperatura, objętość właściwa, specyficzna Entropia) układu w każdej chwili podczas całego procesu; w przeciwnym razie, ponieważ nie ma równowagi wewnętrznej, różne części układu miałyby różne wartości tych ilości.

każdy proces odwracalny jest procesem quasi-statycznym. Jednakże procesy quasi-statyczne obejmujące produkcję entropii nie są odwracalne. Przykładem procesu quasi-statycznego, który nie jest odwracalny, jest ściskanie względem układu z tłokiem podlegającym tarciu; chociaż układ jest zawsze w równowadze termicznej, tarcie zapewnia generowanie entropii rozpraszającej, która bezpośrednio sprzeciwia się definicji odwracalności. Alternatywnie można powiedzieć, że tarcie generowałoby ciepło i entropię rozpraszającą tylko wtedy, gdyby ruch tłoka nie był nieskończenie wolny. Godnym uwagi przykładem procesu, który nie jest nawet quasi-statyczny, jest powolna wymiana ciepła między dwoma ciałami w dwóch skrajnie różnych temperaturach, gdzie szybkość wymiany ciepła jest kontrolowana przez w przybliżeniu adiabatyczną przegrodę między dwoma ciałami— w tym przypadku, bez względu na to, jak powoli odbywa się proces, stany układu złożonego składającego się z dwóch ciał są dalekie od równowagi, ponieważ równowaga termiczna dla tego układu złożonego wymaga, aby oba ciała znajdowały się w tej samej temperaturze.

w literaturze istnieje pewna dwuznaczność dotycząca rozróżnienia między procesami quasi-statycznymi i odwracalnymi, ponieważ są one czasami traktowane jako synonimy. Powodem jest twierdzenie, że każdy proces odwracalny jest również quasi-statyczny, chociaż (jak zilustrowaliśmy powyżej) konwersja nie jest prawdziwa. W praktycznych sytuacjach istotne jest rozróżnienie między tymi dwoma: każdy inżynier pamiętałby o uwzględnieniu tarcia przy obliczaniu generowania entropii rozpraszającej, więc w praktyce nie ma procesów odwracalnych. Powyższa definicja jest bliższa intuicyjnemu zrozumieniu słowa ” quasi – „(jakby) „statyczny” i pozostaje technicznie odmienny od procesów odwracalnych.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.