Квазистатический процесс в термодинамике — относительно медленный (в пределе — бесконечно медленный) процесс (то есть переход термодинамической системы из одного состояния в другое), длительность протекания которого намного превышает характерные времена релаксации системы. При этом система проходит через последовательность бесконечно близких квазиравновесных состояний, и квазистатический процесс может также называться квазиравновесным. Совокупность бесконечно малых квазистатических процессов есть конечный квазистатический процесс.
Значение квазистатических процессов Т. А. Афанасьева-Эренфест показала (1925), что понятие об обратимости и необратимости процессов имеет лишь косвенное отношение к термодинамике, то есть классическая термодинамика должна, по её мнению, строиться как теория равновесных состояний и квазистатических процессов. Квазистатические процессы по сию пору иногда называют обратимыми лишь в силу восходящей ко временам Клаузиуса традиции, хотя не всякий квазистатический процесс является обратимым или равновесным. Однако в классической термодинамике состояний и идеальных процессов (термостатике), термины обратимые процессы и квазистатические процессы часто рассматривают как синонимы.
Медленность квазистатических процессов служит основанием для того, чтобы не учитывать полагаемые равными нулю скорости протекания таких процессов, то есть использование представления о квазистатичности процессов есть способ исключить время из числа переменных, учитываемых классической термодинамикой состояний и идеальных процессов (термостатикой) и рассматривать процесс, то есть изменение состояния системы во времени без использования этой физической величины в качестве термодинамической переменной. Время, однако, может входить в термостатические соотношения в качестве параметра.
Виды квазистатических процессов В термодинамике наиболее часто рассматриваются следующие виды квазистатических процессов: Изохорный процесс — процесс, происходящий при постоянном объёме; Изобарный процесс — процесс, происходящий при постоянном давлении; Изотермический процесс — процесс, в котором температура остается постоянной; Адиабатический процесс Пуассона — процесс, который совершается без подвода или отвода тепла, причем медленно. К примеру, адиабатическое расширение в пустоту не является квазистатическим процессомАдиабатическое расширение газа в пустоту // Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии.. Как и все квазистатические процессы, указанные изменения можно графически изобразить непрерывными линиями, названия которых практически соответствуют названиям самих описываемых процессов — изобарой, изохорой, изотермой и адиабатой.
Терминологические замечания Термин "квазистатический" (от — как если бы, подобно + static — статический) был предложен К. Каратеодори в 1909 г. Понятийный аппарат, используемый в том или ином руководстве по классической термодинамике, существенным образом зависит от системы построения/изложения данной дисциплины, используемой автором конкретного пособия. Последователи Р. Клаузиуса строят/излагают термодинамику как теорию обратимых процессов, последователи К. Каратеодори — как теорию квазистатических процессов, а последователи Дж. У. Гиббса — как теорию равновесных состояний и процессов. Ясно, что, несмотря на применение различных описательных дефиниций идеальных термодинамических процессов — обратимых, квазистатических и равновесных, — которыми оперируют упомянутые выше термодинамические аксиоматики, в любой из них все построения классической термодинамики имеют своим итогом один и тот же математический аппарат. Де-факто это означает, что за пределами чисто теоретических рассуждений, то есть в прикладной термодинамике, термины «обратимый процесс», «равновесный процесс» и «квазистатический процесс» рассматривают как синонимы: всякий равновесный (квазистатический процесс) процесс является обратимым, и наоборот, любой обратимый процесс является равновесным (квазистатическим).
См. также Необратимый процесс Обратимый процесс Равновесный процесс
Комментарии
Примечания
Литература
Категория:Термодинамические процессы