Kvasi-statisk proces: 15 vigtige forklaringer

Indhold

FAQ / korte noter

  • Hvad er en kvasi statisk kraft?
  • Er reversibel proces kvasi statisk?
  • Er adiabatisk proces næsten statisk?
  • Hvad er eksemplerne på kvasistatiske processer i vores daglige liv?
  • Hvorfor er en reversibel proces nødvendigvis en kvasi-statisk proces?
  • Da trykket er ensartet i den kvasistatiske proces, hvordan kan der udføres arbejde?

Kvasistatisk procesdefinition

Det kan defineres i enkle ord, processen foregår meget langsomt, og al tilstand, der passeres ved denne proces, er i ligevægt.

Betydningen af ​​ordet "kvasi" er næsten. Det statiske betyder, at de termiske egenskaber er konstante med hensyn til tid. Alle de reversible processer er kvasi. Processens langsomme hastighed er det vigtigste kendetegn ved denne proces.

Ikke kvasistatisk proces

Det er ikke realiseret for nogen endelig forskel i systemet. De fleste af de processer, der sker omkring os (i naturen) kan betegnes som ikke-kvasistatisk proces.

Begge af proces kan godt forstås ved diagram som vist nedenfor,

Kvasistatisk proces
Diagram Kvasisk statisk og ikke kvasisk statisk proces

Det hjælper med at analysere. Det studeres primært i bøger og referencer. Vi ved allerede, at den indledende undersøgelse af termodynamisk starter med kvasi-processer. Vi kan let bemærke PdV-arbejde i dette diagram. Kurven for ikke-kvasi ser halvcirkeltype ud. Den kvasistatiske metode er repræsenteret af en lige linje.

Forskel mellem kvasistatisk og reversibel proces

Vi kan definere en reversibel proces, som om systemet gendanner dets indledende eller startfase, og der ikke er nogen effekt af processen på det omgivende.

I en reversibel proces følger processen den samme vej i fremad- og bagud-funktionerne. Der er ingen indflydelse på systemet på det omgivende. Ideelt set kan denne type proces ikke være mulig på grund af friktion.

Det kan defineres i enkle ord, processen foregår meget langsomt, og al tilstand, der passeres ved denne proces, er i ligevægt.

Der er ingen friktion til stede i denne proces. Så vi kan sige, at processerne ideelt set er reversible.

Der er ingen entropiproduktion i begge processer. Vi kan gøre enhver proces reversibel, hvis vi fortsætter processen i lang tid.

Eksempel på kvasistatisk proces

Vi kan overveje den statiske komprimeringsproces som et eksempel på den kvasistatiske proces. I denne proces vil systemets lydstyrke ændre sig meget langsomt, men systemets tryk forbliver under hele processen.

Kompressionsproces med cylinder og stempel er vist i nedenstående figur,

stempelcylinder 1
Komprimeringsproces af kvasistatisk proces

Karakteristika for kvasistatisk proces

Det er en termodynamisk proces, hvor processen finder sted i en meget langsom hastighed. Vi kan sige, at processen finder sted i næsten hviletilstand.

Hvert punkt eller trin i denne proces betragtes under ligevægtsbetingelser.

Vi kan sige, at kontrol med kvasi-processen er ubesværet. I den ikke-kvasistatiske proces kan kontrollen være udfordrende i forhold til den ideelle kvasi. Årsagen bag det er procesens hastighed.

Det er en termodynamisk proces, hvor den tid, det tager for den komplette proces, bliver uendelig.

Det er meget effektivt, da der ikke er noget tab i denne proces. Der er ingen friktion eller varmegenerering på grund af friktion. I tilfælde af en ikke-kvasi-proces er friktion til stede, hvilket i sidste ende er tab så mindre effektiv end kvasi.

Denne proces er reversibel i naturen.

Enhed, der arbejder på kvasistatisk proces, producerer maksimalt arbejde

Almindelige kvasistatiske processer

Ideelt set kan den kvasi-reversible proces ikke være praktisk mulig. Der er altid noget tab i ethvert system. Med nogle antagelser kan vi betragte nogle processer som kvasi-processer.

  • Ideelle gasprocesser i en langsom hastighed.
  • Komprimeringsproces ved langvarig hastighed
  • Reversible processer.
  • Vækst af træ

Kæmpe temperaturreservoir

Betingelse for en ideel gas i en kvasistatisk adiabatisk proces

Hvis vi betragter kvasi adiabatisk proces, er der en betingelse, der skal være opfyldt. Hvis idealgas komprimeres fra tilstand 1 til tilstand 2, så

P1 og V1 er systemets starttilstand,

P2 og V2 er systemets endelige tilstand,

Betingelsen for systemet er,

PV^{gamma }= Konstant

Vi kan skrive denne betingelse for begge betingelser som nedenfor,

P1V1^{gamma }= P2V2^{gamma}

Betingelser for kvasistatisk proces

Det er en termodynamisk proces, hvor processen finder sted i en meget langsom hastighed. Vi kan sige, at processen finder sted i næsten hviletilstand.

Hvert punkt eller trin i denne proces betragtes under ligevægtsbetingelser.

Vi kan sige, at kontrol med denne proces er meget let. I den ikke kvasistatiske proces kan kontrollen være udfordrende sammenlignet med kvasi. Årsagen bag det er procesens hastighed.

Det er en termodynamisk proces, hvor den tid, det tager for den komplette proces, bliver uendelig.

Denne proces er yderst effektiv, da der ikke er noget tab. Der er ingen friktion eller varmegenerering på grund af friktion. I tilfælde af en ikke-kvasi-proces er friktion til stede, hvilket i sidste ende er tab så mindre effektiv end kvasi.

Denne proces er reversibel i naturen.

Enheder, der arbejder på denne proces, producerer maksimalt arbejde

Forskel mellem kvasistatisk og ikke kvasistatisk proces

Det kan defineres med enkle ord, at det er processen, der sker meget langsomt, og al tilstand, der passeres ved denne proces, er i ligevægt.

Denne proces er altid reversibel i naturen.

Der er ingen friktion eller tab til stede.

Det realiseres ikke for nogen begrænset forskel i systemet. De fleste af processerne omkring os (i naturen) kan betegnes som en ikke kvasistatisk proces.

Den ikke-kvasi-proces er altid irreversibel.

Der er altid friktion og tab til stede i systemet.

Vi kan skrive relation til generering af entropi,

dS = frac{dQ}{T} + I

Hvor dS betegner entropiændring i systemet

Entropiændringen i systemet kan være positiv, negativ eller nul.

Varme overført i en uendelig minimal kvasistatisk proces

Varmeoverførsel ligning for denne ideelle proces kan skrives i følgende skum til beregning,

dQ = venstre ( frac{Cv}{nR} højre )cdot venstre ( Vcdot dP højre )+venstre ( frac{Cp}{nR} højre )cdot venstre ( Pcdot dv højre )

Her

dQ = Varmeoverførsel

Cv = Varmekapacitet med konstant volumen

n = nej. af mol stof

R = ideel gaskonstant

Cp = Varmekapacitet med konstant tryk

V = volumen,

dV = Differentialvolumen

P = tryk,

dP = Differenstryk

Betydningen af ​​kvasistatisk proces

Det foreslås i 1909 som en "kvasistatisk proces." Det er en væsentlig proces inden for termodynamisk analyse. Det leverer maksimalt output-arbejde i systemet. Selvom denne proces er ideel, er denne proces i de forskellige undersøgelser enorm.

I denne proces forbliver systemet i ligevægt i uendelig minimal tid. Årsagerne til dets betydning inden for ingeniørfeltet er

1. Denne proces er let at analysere

2. Enhver enhed, der arbejder på denne proces, producerer maksimalt arbejde. Der er intet tab af energi.

Ikke-kvasistatisk proceseksempel

Enhver proces i naturen er en ikke kvasistatisk proces,

Disse processer forekommer ikke i længere tid. Du kan overveje alle processer som ikke kvasistatiske processer.

  • Hurtig varmeoverførsel,
  • Hurtig kompression,
  • Udvidelse,

Ikke-kvasi-statisk cyklisk proces

Det realiseres ikke for nogen begrænset forskel i systemet. De fleste af processerne omkring os (i naturen) kan betegnes som en ikke kvasistatisk proces.

Vi kan let bemærke kurven i diagrammet nedenfor. Som vi ved, vender den ikke kvasistatiske proces ikke tilbage med den samme vej. Den bagudgående proces har altid en anden retning, der skal betragtes som en cyklisk proces.

Kvasistatisk procesdiagram

Diagrammet for begge processer vist nedenfor for udvidelsesprocessen.

Næsten 1
Kvasistatisk og ikke kvasistatisk diagram

Kvasistatisk procesentropi

Vi kan skrive relation til generering af entropi,

dS = frac{dQ}{T} + I

Hvor dS betegner entropiændring i systemet

Entropiændringen i systemet kan være positiv, negativ eller nul.

Kvasistatisk procesligning

Det kan afledes til forskellige processer inden for termodynamik. Ligningen for forskellige processer med den konstante egenskab er angivet nedenfor,

Proces med konstant tryk (isobarisk proces)

W_{12}= int PdV

Process med konstant volumen (isochorisk proces)

W_{12}= int PdV = 0

Proces med konstant temperatur (Isoterm proces)

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

Polytropisk proces

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

Ofte Stillede Spørgsmål

Hvad er kvasi statisk kraft?

Det kan angives som den kraft, der påføres meget langsomt på systemet. På grund af denne kraft deformeres systemet meget langsomt med uendelig tid. Denne type kraft kan defineres som en kvasistatisk kraft.

Er reversibel proces kvasi statisk?

Denne proces er altid reversibel.

Der er ingen friktion eller tab til stede.

Det er ikke realiseret proces for nogen begrænset forskel i systemet. De fleste af processerne omkring os (i naturen) kan betegnes som en ikke-kvasistatisk proces.

Er adiabatisk proces næsten statisk?

An adiabatisk proces er en proces uden varmeoverførsel. Det betragtes også som en isentropisk proces betyder konstant entropi af systemet.

Der er nogle betingelser for processen, der skal være næsten.

Hvis den adiabatiske proces forekommer i en meget langsom hastighed, kan den betragtes som kvasistatisk adiabatisk proces

Hvad er eksemplerne på kvasi-statiske processer i vores daglige liv?

Det er en ideel proces i naturen; den proces, der finder sted meget langsomt, kan stadig betragtes som kvasi.

Vækst af træ,

Hvorfor er en reversibel proces nødvendigvis en kvasi-statisk proces?

Denne proces er altid reversibel i naturen.

Der er ingen friktion eller tab til stede. Der er slet ikke varmetab i denne proces

Det realiseres ikke for nogen begrænset forskel i systemet. De fleste af processerne omkring os (i naturen) kan betegnes som en ikke kvasistatisk proces.

Da trykket er ensartet i den kvasistatiske proces, hvordan kan der udføres arbejde? ?

Hvis trykket er konstant i et hvilket som helst system med denne proces, kan det udførte arbejde gives ved følgende ligning,

Proces med konstant tryk (isobarisk proces)

W_{12}= int PdV

Efterlad en kommentar