Processo quasistatico

In termodinamica, un processo quasi-statico (noto anche come quasi-equilibrio, dal latino quasi, che significa ‘come se’), è un processo termodinamico che avviene abbastanza lentamente perché il sistema rimanga in equilibrio interno. Un esempio di ciò è la compressione quasi statica, in cui il volume di un sistema cambia ad una velocità abbastanza lenta da consentire alla pressione di rimanere uniforme e costante in tutto il sistema. Tale processo è una successione di stati di equilibrio e la lentezza infinita è la sua caratteristica.

Solo nel processo quasi statico possiamo definire grandezze intensive (come pressione, temperatura, volume specifico, entropia specifica) del sistema in ogni istante durante l’intero processo; altrimenti, non essendo stabilito un equilibrio interno, diverse parti del sistema avrebbero valori diversi di queste grandezze.

Qualsiasi processo reversibile è quasi statico. Tuttavia, i processi quasi statici che coinvolgono la produzione di entropia non sono reversibili. Un esempio di processo quasi statico che non è reversibile è una compressione contro un sistema con un pistone soggetto ad attrito; sebbene il sistema sia sempre in equilibrio termico, l’attrito garantisce la generazione di entropia dissipativa, che va direttamente contro la definizione di reversibile. In alternativa, si può dire che l’attrito genererebbe calore ed entropia dissipativa solo se il movimento del pistone non fosse infinitamente lento. Un notevole esempio di un processo che non è ancora quasi-statica è la lentezza di scambio di calore tra due corpi su due insieme numerabile di temperature diverse, dove il calore del tasso di cambio è controllato da un circa adiabatica partizione tra i due corpi, in questo caso, non importa quanto lentamente si svolge il processo, gli stati del sistema composito costituito da due corpi è lontano dall’equilibrio, dal momento che l’equilibrio termico, per questo composito sistema richiede che i due corpi alla stessa temperatura.

Esiste qualche ambiguità nella letteratura riguardante la distinzione tra processi quasi statici e reversibili, in quanto questi sono talvolta presi come sinonimi. La ragione è il teorema che qualsiasi processo reversibile è anche quasi statico, anche se (come abbiamo illustrato sopra) il contrario non è vero. In situazioni pratiche, è essenziale distinguere tra i due: qualsiasi ingegnere ricorderebbe di includere l’attrito nel calcolo della generazione di entropia dissipativa, quindi non ci sono processi reversibili nella pratica. La definizione sopra riportata è più vicina alla comprensione intuitiva della parola “quasi-” (come se) “statica” e rimane tecnicamente diversa dai processi reversibili.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.