В термодинамике квазистатический процесс , также известный как квазиравновесный процесс (от латинского слова quadrus , что означает «как будто» [1] ), представляет собой термодинамический процесс , который происходит достаточно медленно для того, чтобы система оставалась во внутреннем физическом (но не обязательно химическом) термодинамическом равновесии . Примером этого является квазистатическое расширение смеси водорода и кислорода, где объем системы изменяется настолько медленно, что давление остается одинаковым во всей системе в каждый момент времени в течение процесса. [2] Такой идеализированный процесс представляет собой последовательность состояний физического равновесия, характеризующихся бесконечной медленностью. [3]
Только в квазистатическом термодинамическом процессе мы можем точно определить интенсивные величины (такие как давление, температура , удельный объем , удельная энтропия ) системы в любой момент в течение всего процесса; в противном случае, поскольку внутреннее равновесие не устанавливается, различные части системы имели бы разные значения этих величин, поэтому одного значения для каждой величины может быть недостаточно для представления всей системы. Другими словами, когда уравнение для изменения функции состояния содержит P или T , оно подразумевает квазистатический процесс.
Хотя все обратимые процессы являются квазистатическими, большинство авторов не требуют общего квазистатического процесса для поддержания равновесия между системой и окружающей средой и избегания диссипации, [4], которые являются определяющими характеристиками обратимого процесса. Например, квазистатическое сжатие системы поршнем, подверженным трению, является необратимым; хотя система всегда находится во внутреннем тепловом равновесии, трение обеспечивает генерацию диссипативной энтропии, что противоречит определению обратимости. Любой инженер не забудет включить трение при расчете генерации диссипативной энтропии.
Примером квазистатического процесса, который не идеализируется как обратимый, является медленная передача тепла между двумя телами при двух конечно различных температурах, где скорость передачи тепла контролируется плохо проводящей перегородкой между двумя телами. В этом случае, как бы медленно ни происходил процесс, состояние составной системы, состоящей из двух тел, далеко от равновесия, поскольку тепловое равновесие для этой составной системы требует, чтобы оба тела находились при одной и той же температуре. Тем не менее, изменение энтропии для каждого тела можно рассчитать, используя равенство Клаузиуса для обратимой передачи тепла.
