Quasistatischer Prozess - Quasistatic process

Thermodynamik
Die klassische Carnot-Wärmekraftmaschine
Geäst Klassik Statistisch Chemisch Quantenthermodynamik Gleichgewicht  / Nicht-Gleichgewicht
Gesetze Nullte Zuerst Sekunde Dritter
Systeme Geschlossenes System Isoliertes System Bundesland Staatsgleichung Ideales Gas Echtes Gas Aggregatszustand Phase (Materie) Gleichgewicht Kontrolllautstärke Instrumente Prozesse Isobar Isochorisch Isotherm Adiabat Isentrop Isenthalpic Quasistatisch Polytrop Kostenlose Erweiterung Reversibilität Irreversibilität Endreversibilität Fahrräder Wärmekraftmaschinen Wärmepumpen Thermischen Wirkungsgrad
Systemeigenschaften Hinweis: Conjugate Variablen in Kursivschrift Eigenschaftsdiagramme Intensive und umfangreiche Eigenschaften Prozessfunktionen Arbeit Hitze Staatsfunktionen Temperatur  / Entropie  ( Einführung ) Druck  / Volumen Chemisches Potenzial  / Partikelzahl Dampfqualität Reduzierte Eigenschaften
Materialeigenschaften Immobiliendatenbanken Spezifische Wärmekapazität  ${\displaystyle c=}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \partial S}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \partial T}$ Komprimierbarkeit  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial p}$ Wärmeausdehnung  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial T}$
Gleichungen Satz von Carnot Satz von Clausius Grundrelation Ideales Gasgesetz Maxwell-Beziehungen Gegenseitige Beziehungen zwischen Onsager Bridgmans Gleichungen Tabelle der thermodynamischen Gleichungen
Potenziale Freie Energie Freie Entropie
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Wissenschaftler Bernoulli Boltzmann Carnot Clapeyron Clausius Carathéodory Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Maxwell von Mayer Onsager Rankine Smeaton Stahl Thompson Thomson van der Waals Waterston
Sonstiges Nukleation Selbstmontage Selbstorganisation Ordnung und Unordnung
Kategorie
v T e

In der Thermodynamik ist ein quasi-statischer Prozess (auch als Quasi-Gleichgewichtsprozess bekannt . Aus dem Lateinischen quasi bedeutet „als ob“) ein thermodynamischer Prozess , der langsam genug abläuft, damit das System im inneren thermodynamischen Gleichgewicht bleibt . Ein Beispiel hierfür ist die quasistatische Expansion, bei der sich das Volumen eines Systems so langsam ändert, dass der Druck im gesamten System zu jedem Zeitpunkt des Prozesses gleich bleibt. Ein solcher idealisierter Prozess ist eine Folge von Gleichgewichtszuständen, die durch unendliche Langsamkeit gekennzeichnet sind.

Nur in einem quasi-statischen Prozess können wir intensive Größen (wie Druck, Temperatur , spezifisches Volumen , spezifische Entropie ) des Systems zu jedem Zeitpunkt während des gesamten Prozesses genau definieren ; andernfalls würden verschiedene Teile des Systems unterschiedliche Werte dieser Größen haben, da kein inneres Gleichgewicht hergestellt wird.

Der theoretische Begriff „ umkehrbarer Prozess “ wird manchmal verwendet. Er bezieht sich auf eine theoretisch bequeme Idealisierung, die in der Praxis nur näherungsweise realisierbar ist, denn exakt reversible Prozesse sind durch den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ausgeschlossen . Beispielsweise ist die langsame Kompression eines Systems durch einen reibungsbehafteten Kolben irreversibel; Obwohl sich das System immer im inneren thermischen Gleichgewicht befindet, sorgt die Reibung für die Erzeugung dissipativer Entropie, was der Definition von reversibel widerspricht. Jeder Ingenieur würde daran denken, Reibung in die Berechnung der dissipativen Entropieerzeugung einzubeziehen. Ein Beispiel für einen langsamen Prozess, der nicht einmal idealisierbar als reversibel ist, ist der langsame Wärmeübergang zwischen zwei Körpern bei zwei endlich verschiedenen Temperaturen, bei dem die Wärmeübertragungsrate durch eine schlecht leitende Trennwand zwischen den beiden Körpern gesteuert wird – in diesem Fall egal wie langsam läuft der Prozess ab, die Zustände des aus den beiden Körpern bestehenden Verbundsystems sind weit vom Gleichgewicht entfernt, da das thermische Gleichgewicht für dieses Verbundsystem erfordert, dass die beiden Körper die gleiche Temperatur haben.

PV-Arbeit in verschiedenen quasi-statischen Prozessen

1. Konstanter Druck: Isobare Prozesse ,

   ${\displaystyle W_{1-2}=\int PdV=P(V_{2}-V_{1})}$

2. Konstantes Volumen: Isochore Prozesse ,

   ${\displaystyle W_{1-2}=\int PdV=0}$

3. Konstante Temperatur: Isotherme Prozesse ,

   ${\displaystyle W_{1-2}=\int PdV,}$wobei P mit V über variiert , also${\displaystyle \quad PV=P_{1}V_{1}=C}$

   ${\displaystyle W_{1-2}=P_{1}V_{1}\ln {\frac {V_{2}}{V_{1}}}}$

4. Polytrope Prozesse ,

   ${\displaystyle W_{1-2}={\frac {P_{1}V_{1}-P_{2}V_{2}}{n-1}}}$

Siehe auch

• Entropie
• Reversibler Prozess (Thermodynamik)

Verweise