目錄
準靜態過程
編輯系統屬性注意:共軛變量以斜體顯示
材料特性
- 屬性數據庫
可壓縮性 β = ? {\displaystyle \beta =-}
熱膨脹 α = {\displaystyle \alpha =}
方程式
- 卡諾定理
- 克勞修斯定理
- 基本關系
- 理想氣體定律
- 麥克斯韋關系
- Onsager 互惠關系
- 布里奇曼方程
- 熱力學方程表
在熱力學中,準靜態過程(也稱為準平衡過程;來自拉丁語 quasi,意思是“好像”)是一種熱力學過程,它發生得足夠慢,足以使系統保持內部物理狀態(但不一定 化學)熱力學平衡。 這方面的一個例子是氫氣和氧氣混合物的準靜態膨脹,其中系統的體積變化非常緩慢,以至于在過程中的每個時刻整個系統的壓力都保持均勻。 這種理想化的過程是一系列物理平衡狀態,其特征是無限緩慢。
只有在準靜態熱力學過程中,才能準確定義整個過程中每一時刻系統的強度量(如壓力、溫度、比容、比熵); 否則,由于沒有建立內部平衡,系統的不同部分將具有這些量的不同值,因此每個量的單個值可能不足以代表整個系統。 換句話說,當狀態函數變化的方程包含 P 或 T 時,它意味著一個準靜態過程。
與可逆過程的關系
編輯雖然所有可逆過程都是準靜態的,但大多數作者并不需要一般的準靜態過程來維持系統與周圍環境之間的平衡并避免耗散,這是定義可逆過程的特征。 例如,受到摩擦的活塞對系統的準靜態壓縮是不可逆的; 盡管系統始終處于內部熱平衡,但摩擦確保了耗散熵的產生,這違背了可逆性的定義。 任何工程師都會記得在計算耗散熵產生時包括摩擦力。
不可理想化為可逆的準靜態過程的一個示例是在兩個有限不同的溫度下兩個物體之間的緩慢傳熱,其中傳熱速率由兩個物體之間的導熱性差的隔板控制。 在這種情況下,無論過程發生得多么緩慢,由兩個物體組成的復合系統的狀態都遠未達到平衡,因為該復合系統的熱平衡要求兩個物體處于相同的溫度。 然而,每個物體的熵變可以使用可逆傳熱的克勞修斯等式來計算。
各種準靜態過程中的光伏工作
編輯- 恒壓:等壓過程,W 1 ? 2 = ∫ P d V = P ( V 2 ? V 1 ) {\displaystyle W_{1-2}=\int PdV=P(V_{2}- V_{1})}
- 恒定體積:等容過程,W 1 ? 2 = ∫ P d V = 0 {\displaystyle W_{1-2}=\int PdV=0}
- 恒溫:等溫過程,W 1 ? 2 = ∫ P d V , {\displaystyle W_{1-2}=\int PdV,} 其中 P(壓力)隨 V(體積)變化,通過 P V = P 1 V 1 = C {\displaystyle PV=P_{1}V_{1}=C} , soW 1 ? 2 = P 1 V 1 ln ? V 2 V 1 {\displaystyle W_{1-2}= P_{1}V_{1}\ln {\frac {V_{2}}{V_{1}}}}
- 多變過程,W 1 ? 2 = P 1 V 1 ? P 2 V 2 n ? 1 {\displaystyle W_{1-2}={\frac {P_{1}V_{1}-P_{ 2}V_{2}}{n-1}}}
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