Proces cvasistatic

Termodinamică
Schema unei mașini termice Carnot
Ramuri Clasică Statistică Chimică Cuantică la echilibru / nu la echilibru
Principii Zero Primul Al doilea Al treilea
Sisteme Închis Deschis Adiabatic Izolat Stare Ecuație de stare Gaz ideal Gaz real Stare de agregare Fază Echilibru Volum de control Instrumente Procese Destindere liberă Izobar Izocor Izotermic Adiabatic Izentropic Izentalpic Politropic Cvasistatic Reversibil Ireversibil Cicluri Direct Inversat Randament și eficiență
Propertăți ale sistemelor Notă: Parametri conjugați cu italice Diagrame termodinamice Proprietăți intensive și extensive Funcții de proces Lucru mecanic Căldură Funcții de stare Temperatură / Entropie Presiune (internă) / Volum Potențial chimic / Număr de particule Titlul vaporilor Proprietăți reduse
Proprietăți ale materialelor Baze de date cu proprietăți Capacitate termică masică  $c=$ $T$ $\partial S$ $N$ $\partial T$ Coeficient de compresibilitate  $\beta =-$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial p$ Coeficient de dilatare volumică  $\alpha =$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial T$
Ecuații Teorema lui Carnot Teorema lui Clausius Relația fundamentală Legea gazelor ideale Stări corespondente Relațiile Maxwell Relațiile Onsager Ecuațiile Bridgman Tabel cu ecuații termodinamice
Potențiale Energie internă: $U(S,V)$ Energie liberă: $A(T,V)=U-TS$ Entalpie: $H(S,p)=U+pV$ Entalpie liberă: $G(T,p)=H-TS$ Entropie liberă
Istorie Cultură Istorie Generală Istoria entropiei Legile gazelor Istoria perpetuum mobilelor Filozofie Entropie și timp Entropie și viață Clichetul brownian Demonul lui Maxwell Paradoxul morții termice Paradoxul lui Loschmidt Sinergetică Teorii Teoria caloricului Forța vie Echivalentul mecanic al caloriei Putere motrice Lucrări fundamentale An Experimental Enquiry Concerning ... Heat On the Equilibrium of Heterogeneous Substances Réflexions sur la puissance motrice du feu Cronologii Termodinamică mașini termice Artă Învățământ Suprafața termodinamică a lui Maxwell Entropia ca disipare a energiei
Personalități Bernoulli Boltzmann Bridgman Carathéodory Carnot Clapeyron Clausius de Donder Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Kelvin Lewis Massieu Maxwell von Mayer Nernst Onsager Planck Rankine Smeaton Stahl Tait Thompson van der Waals Waterston
Altele Nucleație Autoasamblare Autoorganizare Ordine și dezordine
Categorie

În termodinamică un proces cvasistatic (din latină quasi, sensul „aproape”) este un proces termodinamic care se desfășoară suficient de lent pentru ca sistemul să rămână în echilibru termodinamic intern fizic (dar nu neapărat și chimic). Un exemplu este destinderea cvasistatică a unui amestec de hidrogen și oxigen gazos, în care volumul sistemului se modifică atât de lent încât presiunea rămâne uniformă în întregul sistem în fiecare moment din timpul procesului. Un astfel de proces idealizat este o succesiune de stări de echilibru fizic.

Doar într-un proces termodinamic cvasistatic se pot defini exact mărimile intensive (cum ar fi presiunea, temperatura, volumul masic, entropia masică) ale sistemului în orice moment în timpul întregului proces; în caz contrar, deoarece nu se stabilește un echilibru intern, diferite părți ale sistemului ar avea valori diferite ale acestor mărimi, astfel încât o singură valoare a unei mărimi poate să nu fie suficientă pentru a reprezenta întregul sistem. Cu alte cuvinte, atunci când o ecuație pentru o modificare a unei funcții de stare conține p sau T, aceasta presupune un proces cvasistatic.

Relația cu procesele reversibile

În timp ce toate procesele reversibile sunt cvasistatice, majoritatea autorilor nu consideră necesară existența unui proces cvasistatic general pentru a menține echilibrul între sistem și împrejurimi și pentru a evita disipația, care sunt caracteristici definitorii ale unui proces reversibil. De exemplu, comprimarea cvasistatică a unui sistem de către un piston care se frecă de cilindru este ireversibilă. Deși sistemul este întotdeauna în echilibru termic intern, frecarea generează entropie disipativă, ceea ce contravine definiției reversibilității. Orice inginer ține seama de frecare atunci când calculează generarea de entropie disipativă.

Un exemplu de proces cvasistatic care nu este unul ideal, pentru a fi reversibil, este o transmitere lentă de căldură între două corpuri aflate la două temperaturi (finit) diferite, unde viteza transmiterii căldurii este controlată de o zonă slab conductivă între cele două corpuri. În acest caz, indiferent cât de lent are loc procesul, starea sistemului compus format din cele două corpuri este departe de echilibru, deoarece echilibrul termic pentru acest sistem compus necesită ca cele două corpuri să fie la aceeași temperatură. Totuși, modificarea entropiei pentru fiecare corp poate fi calculată din egalitatea Clausius pentru o transmitere reversibilă a căldurii.

Lucrul mecanic pV  în diverse procese cvasistatice

Articole principale: Lucru mecanic și Legea gazelor ideale.

• Presiune constantă: procese izobare,

$L_{1-2}=\int p\,dV=p(V_{2}-V_{1})$

• Volum constant: procese izocore,

$L_{1-2}=\int pdV=0$

• Temperatură constantă: procese izotermice,

$L_{1-2}=\int p\,dV,$

unde presiunea p variază cu volumul V conform relației $pV=p_{1}V_{1}=C$, astfel obținându-se

$L_{1-2}=p_{1}V_{1}\ln {\frac {V_{2}}{V_{1}}}$

• Procese politropice,

$L_{1-2}={\frac {p_{1}V_{1}-p_{2}V_{2}}{n-1}}$

Vezi și

• Entropie
• Proces reversibil