Kvázi statikus folyamat: 15 fontos magyarázat

Tartalom

GYIK/Rövid megjegyzések

  • Mi az a kvázi statikus erő?
  • A reverzibilis folyamat kvázi statikus?
  • Az adiabatikus folyamat kvázi statikus?
  • Melyek a kvazisztatikus folyamatok példái mindennapi életünkben?
  • Miért egy reverzibilis folyamat szükségszerűen kvázistatikus folyamat?
  • Mivel a nyomás egyenletes a kvázi statikus folyamatban, hogyan lehet bármilyen munkát elvégezni?

Kvázi statikus folyamatdefiníció

Egyszerű szavakkal definiálható, hogy a folyamat nagyon lassan megy végbe, és minden ezen folyamat által átadott állapot egyensúlyban van.

A „kvázi” szó jelentése majdnem. A statikus azt jelenti, hogy a termikus tulajdonságok időben állandóak. Az összes reverzibilis folyamat kvázi. Ennek a folyamatnak a fő jellemzője a folyamat lassúsága.

Nem kvázistatikus folyamat

A rendszer egyetlen véges különbségére sem valósul meg. A körülöttünk (a természetben) zajló folyamatok többsége nem kvázistatikus folyamatnak nevezhető.

Mindkettő A folyamat diagram segítségével jól megérthető az alábbiak szerint,

Kvázi statikus folyamat
Diagram Kvázi statikus és nem kvázistatikus folyamat

Segít elemezni. Elsősorban könyvekben és hivatkozásokban tanulmányozzák. A termodinamika bevezető tanulmányozását már ismerjük kvázi folyamatokkal. Ezen a diagramon könnyen észrevehetjük a PdV munkavégzését. A nem kvázi görbe félkör típusúnak tűnik. A kvázistatikus módszert egy egyenes ábrázolja.

A kvázi statikus és a reverzibilis folyamat közötti különbség

Reverzibilis folyamatot úgy definiálhatunk, hogy a rendszer visszaállítja a kezdeti vagy kiinduló állapotát, és a folyamatnak nincs hatása a környezetre.

Egy reverzibilis folyamatban a folyamat ugyanazt az utat követi az előre és a hátrameneti funkciókban. A rendszernek nincs hatása a környezetre. Ideális esetben ez a fajta folyamat a súrlódás miatt nem lehetséges.

Egyszerű szavakkal definiálható, hogy a folyamat nagyon lassan megy végbe, és minden ezen folyamat által átadott állapot egyensúlyban van.

Ebben a folyamatban nincs súrlódás. Tehát azt mondhatjuk, hogy ideális esetben a folyamatok reverzibilisek.

Mindkét folyamatban nincs entrópiagenerálás. Bármely folyamatot visszafordíthatóvá tehetjük, ha a folyamatot elnyújtott ütemben folytatjuk.

Példa kvázistatikus folyamatra

A statikus tömörítési folyamatot tekinthetjük a kvázi statikus folyamat példájának. Ebben a folyamatban a rendszer térfogata nagyon lassan változik, de a rendszer nyomása a folyamat során végig megmarad.

A kompressziós folyamat hengerrel és dugattyúval az alábbi ábrán látható,

dugattyús henger 1
Kvázi statikus folyamat tömörítési folyamata

A kvázistatikus folyamat jellemzői

Ez egy termodinamikai folyamat, ahol a folyamat nagyon lassú ütemben megy végbe. Azt mondhatjuk, hogy a folyamat közel nyugalmi állapotban megy végbe.

Ennek a folyamatnak minden pontját vagy szakaszát egyensúlyi feltételek mellett tekintjük.

Azt mondhatjuk, hogy a kvázi folyamat irányítása könnyed. A nem kvázistatikus folyamatban a szabályozás az ideális kvázihoz képest kihívást jelenthet. Ennek oka a folyamat gyorsasága.

Ez egy termodinamikai folyamat, amelyben a teljes folyamathoz végtelen idő szükséges.

Nagyon hatékony, mivel nincs veszteség ebben a folyamatban. A súrlódás miatt nincs súrlódás vagy hőképződés. Nem kvázi folyamat esetén jelen van a súrlódás, ami végső soron veszteség, tehát kevésbé hatékony, mint a kvázi.

Ez a folyamat visszafordítható természetű.

A kvázi statikus folyamaton működő eszköz maximális munkát biztosít

Gyakori kvázisztatikus folyamatok

Ideális esetben a kvázi reverzibilis folyamat gyakorlatilag nem lehetséges. Minden rendszerben mindig van némi veszteség. Bizonyos feltételezések mellett néhány folyamatot kvázi folyamatnak tekinthetünk.

  • Ideális gázfolyamatok lassú ütemben.
  • Tömörítési folyamat hosszan tartó sebességgel
  • Visszafordítható folyamatok.
  • A fa növekedése

Hatalmas hőmérséklet-tározó

Ideális gáz feltétele egy kvázistatikus adiabatikus folyamatban

Ha figyelembe vesszük a kvázi adiabatikus folyamat, bizonyos feltételeknek teljesülniük kell. Ha az ideális gázt az 1. állapotból a 2. állapotba sűrítjük, akkor

P1 és V1 a rendszer kezdeti állapota,

P2 és V2 a rendszer végső állapota,

A rendszer feltétele,

PV^{gamma }= Állandó

Ezt a feltételt mindkét feltételre felírhatjuk az alábbiak szerint,

P1V1^{gamma }= P2V2^{gamma}

A kvázistatikus folyamat feltételei

Ez egy termodinamikai folyamat, ahol a folyamat nagyon lassú ütemben megy végbe. Azt mondhatjuk, hogy a folyamat közel nyugalmi állapotban megy végbe.

Ennek a folyamatnak minden pontját vagy szakaszát egyensúlyi feltételek mellett tekintjük.

Elmondhatjuk, hogy ennek a folyamatnak a vezérlése nagyon egyszerű. A nem kvázistatikus folyamatban a szabályozás kihívást jelenthet a kvázihoz képest. Ennek oka a folyamat gyorsasága.

Ez egy termodinamikai folyamat, amelyben a teljes folyamathoz végtelen idő szükséges.

Ez a folyamat rendkívül hatékony, mivel nincs veszteség. A súrlódás miatt nincs súrlódás vagy hőképződés. Nem kvázi folyamat esetén jelen van a súrlódás, ami végső soron veszteség, tehát kevésbé hatékony, mint a kvázi.

Ez a folyamat visszafordítható természetű.

Az ezen a folyamaton dolgozó eszköz maximális teljesítményt nyújt

Különbség a kvázi statikus és a nem kvázistatikus folyamat között

Egyszerű szavakkal definiálható, hogy a folyamat nagyon lassan megy végbe, és minden állapot, amelyen ez a folyamat áthalad, egyensúlyban van.

Ez a folyamat természetében mindig visszafordítható.

Nincs súrlódás vagy veszteség.

A rendszer egyetlen véges különbségére sem valósul meg. A minket körülvevő (természetben) folyamatok többsége nem kvázistatikus folyamatnak nevezhető.

A nem kvázi folyamat mindig visszafordíthatatlan.

A rendszerben mindig van súrlódás és veszteség.

Relációt írhatunk az entrópia generálására,

dS = frac{dQ}{T} + I

Ahol dS a rendszer entrópiaváltozását jelöli

A rendszer entrópiaváltozása lehet pozitív, negatív vagy nulla.

Hőátadás végtelenül kicsi kvázistatikus folyamatban

Hőátadás ennek az ideális folyamatnak az egyenlete a következő habbal írható fel a számításhoz,

dQ = bal ( frac{Cv}{nR} right )cdot left ( Vcdot dP right )+bal ( frac{Cp}{nR} right )cdot left ( Pcdot dv right )

Itt

dQ = hőátadás

Cv= Állandó térfogatú hőkapacitás

n= nem. az anyag móljaiból

R = ideális gázállandó

Cp= Állandó nyomású hőkapacitás

V = térfogat,

dV = Hangerőkülönbség

P = nyomás,

dP = nyomáskülönbség

A kvázistatikus folyamat jelentősége

1909-ben „kvázistatikus folyamatként” javasolták. Ez egy alapvető folyamat a termodinamika területén az elemzéshez. Maximális teljesítményt biztosít a rendszerben. Bár ez a folyamat ideális, ez a folyamat a különböző tanulmányokban hatalmas.

Ebben a folyamatban a rendszer végtelenül rövid ideig egyensúlyban marad. A mérnöki területen betöltött jelentősége mögött az okok állnak

1. Ez a folyamat könnyen elemezhető

2. Bármely eszköz, amely ezen a folyamaton dolgozik, maximális munkát végez. Nincs energiaveszteség.

Példa nem kvázistatikus folyamatra

A természetben minden folyamat nem kvázistatikus folyamat,

Ezek a folyamatok nem mennek végbe elhúzódó ütemben. Bármilyen folyamatot tekinthet nem kvázistatikus folyamatnak.

  • Gyors hőátadás,
  • Gyors tömörítés,
  • Terjeszkedés,

Nem kvázistatikus ciklikus folyamat

A rendszer egyetlen véges különbségére sem valósul meg. A minket körülvevő (természetben) folyamatok többsége nem kvázistatikus folyamatnak nevezhető.

Az alábbi ábrán jól észrevehetjük a görbét. Mint tudjuk, a nem kvázistatikus folyamat nem ugyanazon az úton tér vissza. A visszafelé irányuló folyamat mindig más irányú, hogy ciklikus folyamatnak tekintsük.

Kvázi statikus folyamatábra

Mindkét folyamat diagramja alább látható a bővítési folyamathoz.

Majdnem 1
Kvázi statikus és nem kvázistatikus diagram

Kvázi statikus folyamat entrópia

Relációt írhatunk az entrópia generálására,

dS = frac{dQ}{T} + I

Ahol dS a rendszer entrópiaváltozását jelöli

A rendszer entrópiaváltozása lehet pozitív, negatív vagy nulla.

Kvázistatikus folyamategyenlet

Különféle termodinamikai folyamatokra származtatható. Az alábbiakban megadjuk az állandó tulajdonságú különböző folyamatok egyenletét,

Folyamatos nyomású folyamat (izobár folyamat)

W_{12}= int PdV

Folyamat állandó hangerővel (izokhorikus folyamat)

W_{12}= int PdV = 0

Folyamat állandó hőmérsékleten (izotermikus folyamat)

W_{12}= P1 V1cdot lnfrac{V1}{V2}

Politropikus folyamat

W_{12}= frac{P1V1 - P2V2}{n-1}

GYIK

Mi az a kvázi statikus erő?

Kijelenthető, hogy az erő nagyon lassan hat a rendszerre. Ennek az erőnek köszönhetően a rendszer végtelen idő alatt nagyon lassan deformálódik. Ez a fajta erő kvázistatikus erőként definiálható.

A reverzibilis folyamat kvázi statikus?

Ez a folyamat mindig visszafordítható.

Nincs súrlódás vagy veszteség.

A rendszer egyetlen véges különbségére sem valósult meg folyamat. A minket körülvevő (természetben) folyamatok többsége nem kvázistatikus folyamatnak nevezhető.

Az adiabatikus folyamat kvázi statikus?

An adiabatikus A folyamat hőátadás nélküli folyamat. Úgy is tekintik, mint egy izentropikus folyamat a rendszer állandó entrópiáját jelenti.

Van néhány feltétele annak, hogy a folyamat kvázi legyen.

Ha az adiabatikus folyamat nagyon lassú ütemben megy végbe, akkor kvázisztatikus adiabatikus folyamatnak tekinthető

Melyek a példák a kvázistatikus folyamatokra a mindennapi életünkben?

Ez egy ideális folyamat a természetben; mégis kvázinak tekinthető a nagyon lassan lezajló folyamat.

A fa növekedése,

Miért feltétlenül kvázistatikus folyamat a reverzibilis folyamat?

Ez a folyamat természetében mindig visszafordítható.

Nincs súrlódás vagy veszteség. Ebben a folyamatban egyáltalán nincs hőveszteség

A rendszer egyetlen véges különbségére sem valósul meg. A minket körülvevő (természetben) folyamatok többsége nem kvázistatikus folyamatnak nevezhető.

Mivel a nyomás egyenletes a kvázi statikus folyamatban, hogyan lehet bármilyen munkát elvégezni ?

Ha ezzel a folyamattal bármely rendszerben állandó a nyomás, akkor az elvégzett munka a következő egyenlettel adható meg:

Folyamatos nyomású folyamat (izobár folyamat)

W_{12}= int PdV

Írj hozzászólást