ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Равновесные или квази-статические процессы из "Курс теории перегонки и ректификации" В основе понятия равновесных или квази-статических процессов лежит идея о том, что любое конечное, исходящее от внешнего источника воздействие на равновесную систему вызывает нарушение равновесия, сопровождающееся возникновением процессов перераспределения вещества и энергии. Как показывает т , опыт, в ходе протекающего при этом естественного процесса уу свойства системы изменяются таким образом, чтобы в системе ,) восстанавливалось равновесие. Однако при переходе системы из одного равновесного состояния в другое возникает сложная совокупность промежуточных состояний, длящихся определенный отрезок времени, в течение которого все свойства системы характеризуются значениями, изменяющимися от одной точки к другой. Таким образом, изменение состояния системы, являющееся следствием и проявлением ее неравновесности, возникшей вследствие конечного воздействия извне, нарушает условия приложимости термодинамических методов исследования, которые применимы лишь к равновесным состояниям. Эта трудность разрешается введением понятия о равновесном или квази-статическом процессе, представляющем основной объект термодинамического исследования. [c.16] Согласно проекту термодинамической терминологии [ ], равновесным или квази-статическим процессом называется непрерывная последовательность равновесных состояний, характеризующаяся тем, что система, пройдя ее, выполняет наибольшую работу, которую она способна произвести, проходя данный непрерывный ряд состояний. [c.16] Равновесный процесс, протекающий в изолированной системе, называется обратимым процессом. [c.16] Обратная картина наблюдается, когда путем конечного увеличения силы, действующей, на поршень извне, производится сжатие содержащегося в цилиндре газа. Сжатие газа идет при этом с конечной скоростью, однако увеличенное давление не сразу распространяется ио всему объему газа, и поэтому слой газа, непосредственно прилегающий к поршню, оказывается бо- лее сжатым и давление в нем делается больше, чем во всей остальной массе газа. В этом случае в массе газа отрицатель-Ю ный градиент давления направлен от поршня к крышке ци-.5 линдра. В обоих рассмотренных случаях, идущих с конечной скоростью процессов расширения и сжатия газа, нарушается равновесие в исследуемой системе, и поэтому процессы эти не производят максимальной работы и не являются квази-статическими. [c.17] Если же расширение и сжатие проводить бесконечно медленно при непрерывном изменении давления, то можно заставить систему пройти последовательно через бесконечно близкие равновесные состояния, характеризующиеся каждое в отдельности вполне определенными значениями термодинамических свойств системы. [c.17] Проведение подобных бесконечно медленных процессов в реальной действительности практически неосуществимо, однако, если внешние воздействия на систему достаточно малы и происходят настолько медленно, что процессы выравнивания свойств внутри системы их опережают, то состояние системы в каждый данный момент будет неуловимо мало отличаться от состояния равновесия. [c.17] В свет изложенного квази-статический процесс обычно представляется в виде длинного ряда связанных друг с другом последовательных равновесных состояний, каждое из которых сме-ш,ено относительно соседнего на бесконечно малую величину. Сумма этих бесконечно малых направленных смещений равновесия приводит к конечному изменению состояния системы, которое может быть представлено некоторой кривой на диаграмме состояния системы. Каждая точка этой кривой отвечает некоторому вполне определенному равновесному состоянию системы. [c.18] Реальные же процессы, протекающие с конечной скоростью, характеризуются состояниями, заключенными между началом и концом процесса, не фиксированными значениями свойств системы, а полями этих величин, и поэтому их изображение на диаграммах состояния невозможно. В этом смысле каждая линия ка диаграмме состояния системы, характеризующая тот или иной протекающий в ней квази-статический процесс, может рассматриваться как линия равновесия. [c.18] Как указывалось выше, протекающий в изолированной системе равновесный процесс, единственным результатом которого является возвращение системы из конечного состояния в исходное, называется обратимым процессо.м. При наличии одного лишь источника нарушения равновесия системы обратимые процессы должны проводиться либо изотермически, либо адиабатно,, так как во всех других случаях конечных процессов должен иметься теплообмен системы со средой, происходящий при конечной разности температур, влекущей за собой необратимость. [c.18] Вернуться к основной статье