準靜態過程和可逆過程是熱力學中的兩個很重要的概念。 一、準靜態過程的定義 準靜態過程是“熱力學系統在變化時經歷的一種理想過程，準靜態過程的每一箇中間狀態都處於平衡態”。或者可以更明確的定義：熱力學系統狀態發生變化時，經歷的每一中間狀態都無窮接近於平衡態的熱力過程稱為準靜態過程。 儘管實際的熱力過程都是在有限的溫差和壓差下進行的，都是不平衡過程。但如果和弛豫時間相比，熱力過程進行的足夠緩慢的話，那麼系統在實際過程中所經歷的狀態都十分接近於平衡態，以至可用無窮多個勢差為無窮小，前後相繼的平衡態來描述系統實際經過的熱力過程。顯然，這是一種理想化了的過程，但是這種與實際偏離、被理想化了的方法，為經典熱力學描述系統經歷的實際變化過程提供了可能，使得狀態變化能夠在熱力性質圖上用熱力過程曲線來描述。因此，準靜態過程是經典熱力中一類極為重要的過程。 二、可逆過程的定義 可逆過程是熱力學中從另一個角度定義的一類理想過程。定義：“一個系統由某個狀態出發經過某一過程達到另一狀態，如果存在另一過程，能使系統回到原來的狀態，同時消除了原來的過程對外界所引起的一切影響，則原來的過程就稱為可逆過程”。 上述定義實際上包含了兩方面的意義。因為定義中的初態和終態是任意的，所以定義的第一個意義是系統經歷一個可逆過程後，可以嚴格地按照原來的途徑返回到最初的狀態，因此可逆過程必然是準靜態過程。該定義的另外一個意義是，可逆過程中不存在任何的耗散損失，因此，在按其反過程返回初態後，沒有給外界留下任何的痕跡。 引入可逆過程這個概念後，系統與外界功量和熱量的交換能用系統的引數來計算，而無需考慮不知道情況的外界引數，從而使問題簡化，而只需要把注意力放在系統，即系統內工質的狀態及狀態的變化描述上，這正是可逆過程的突出優點；可逆過程進行的結果不會產生任何能量損失，因而可逆過程可以作為實際過程中能量轉換效果比較的標準和極限；實際過程或多或少地存在著各種不可逆因素，所以實際過程都是不可逆的，為簡便起見常把實際過程當作可逆過程進行分析計算，然後再用一些經驗係數加以修正，這是可逆過程引入的實際意義所在。 三、準靜態過程和可逆過程聯絡和區別 準靜態過程和可逆過程既有區別又有聯絡，這要從兩者的實現條件談起。準靜態過程中，物系要隨時具有力、熱和化學的平衡，即處於完全平衡中，這樣才能保證準靜態過程的實現。而可逆過程的實現則要求過程沒有任何不可逆損失。不可逆損失可分為非平衡損失和耗散損失兩大類，非平衡損失是由物系的非平衡態所引起的，其中包括力、熱的和化學的不平衡損失。從這裡可以看出，準靜態過程沒有不平衡損失。而耗散損失是因為機械摩擦阻力、流體粘性阻力以及電阻、磁阻等的作用產生的不可逆損失。對於不涉及電磁等其它現象的熱功轉換而言，最重要的不可逆損失是物系做宏觀運動時產生的粘性摩擦生熱。就熱力學而言，耗散損失是一種和物質性質有關的不可逆損失。有無非平衡損失取決於系統的狀態是否平衡，而有無耗散損失，損失的大小則視物性而定。 綜上所述，如既無非平衡損失又無耗散損失，過程就是可逆的。準靜態過程沒有非平衡損失，因此是實現可逆過程的前提條件，但準靜態過程並不一定就是可逆過程。比如化學純氣體在噴管內做絕熱穩定流動時，垂直於流動方向的各截面上氣體的壓力和溫度均勻一致，過程中氣體狀態隨時處於平衡，此時流動是準靜態過程，不會有非平衡損失出現。但同一截面上氣體的流速並不相等，流束中心的流速大於臨近管壁處的流速，因而會有流體的宏觀相對運動。由於流體的粘性作用，將使氣體的宏觀動能一部分轉化為熱能而產生粘性摩擦生熱的損失。這時這個流動過程是準靜態過程，而不是可逆過程。反過來說，可逆過程則一定是準靜態過程。 準靜態過程和可逆過程的區別還在於，準靜態過程的引入只是為了對系統的熱力過程進行描述，並沒有涉及到系統與外界功量和熱量的交換。也就是說，儘管所有準靜態過程都可以在熱力圖上表示出來，但準靜態過程在 p－v上過程曲線下的面積 ∫pdv並不代表功，把它稱之為準靜態過程的功是沒有意義的。那麼，可以從理想氣體的兩種絕熱膨脹過程進行分析。一是理想氣體經過絕熱的準靜態的膨脹，但存在耗散損失；另外一種是理想氣體經過絕熱可逆膨脹。 準靜態過程和可逆過程是經典熱力中兩個重要的概念，搞清楚兩者之間的真正關係，不僅有助於對熱力中兩個基本概念的準確理解，澄清涉及這兩個概念的一些不正確的習慣觀點，而且能明確揭示不平衡自發趨於平衡現象與熵增現象之間的必然聯絡。 ------------- 如果我回答對你有幫助，請關注我一下。或有其他問題也可以關注我，給我發私信
準靜態過程和可逆過程是熱力學中的兩個很重要的概念。 一、準靜態過程的定義 準靜態過程是“熱力學系統在變化時經歷的一種理想過程，準靜態過程的每一箇中間狀態都處於平衡態”。或者可以更明確的定義：熱力學系統狀態發生變化時，經歷的每一中間狀態都無窮接近於平衡態的熱力過程稱為準靜態過程。 儘管實際的熱力過程都是在有限的溫差和壓差下進行的，都是不平衡過程。但如果和弛豫時間相比，熱力過程進行的足夠緩慢的話，那麼系統在實際過程中所經歷的狀態都十分接近於平衡態，以至可用無窮多個勢差為無窮小，前後相繼的平衡態來描述系統實際經過的熱力過程。顯然，這是一種理想化了的過程，但是這種與實際偏離、被理想化了的方法，為經典熱力學描述系統經歷的實際變化過程提供了可能，使得狀態變化能夠在熱力性質圖上用熱力過程曲線來描述。因此，準靜態過程是經典熱力中一類極為重要的過程。 二、可逆過程的定義 可逆過程是熱力學中從另一個角度定義的一類理想過程。定義：“一個系統由某個狀態出發經過某一過程達到另一狀態，如果存在另一過程，能使系統回到原來的狀態，同時消除了原來的過程對外界所引起的一切影響，則原來的過程就稱為可逆過程”。 上述定義實際上包含了兩方面的意義。因為定義中的初態和終態是任意的，所以定義的第一個意義是系統經歷一個可逆過程後，可以嚴格地按照原來的途徑返回到最初的狀態，因此可逆過程必然是準靜態過程。該定義的另外一個意義是，可逆過程中不存在任何的耗散損失，因此，在按其反過程返回初態後，沒有給外界留下任何的痕跡。 引入可逆過程這個概念後，系統與外界功量和熱量的交換能用系統的引數來計算，而無需考慮不知道情況的外界引數，從而使問題簡化，而只需要把注意力放在系統，即系統內工質的狀態及狀態的變化描述上，這正是可逆過程的突出優點；可逆過程進行的結果不會產生任何能量損失，因而可逆過程可以作為實際過程中能量轉換效果比較的標準和極限；實際過程或多或少地存在著各種不可逆因素，所以實際過程都是不可逆的，為簡便起見常把實際過程當作可逆過程進行分析計算，然後再用一些經驗係數加以修正，這是可逆過程引入的實際意義所在。 三、準靜態過程和可逆過程聯絡和區別 準靜態過程和可逆過程既有區別又有聯絡，這要從兩者的實現條件談起。準靜態過程中，物系要隨時具有力、熱和化學的平衡，即處於完全平衡中，這樣才能保證準靜態過程的實現。而可逆過程的實現則要求過程沒有任何不可逆損失。不可逆損失可分為非平衡損失和耗散損失兩大類，非平衡損失是由物系的非平衡態所引起的，其中包括力、熱的和化學的不平衡損失。從這裡可以看出，準靜態過程沒有不平衡損失。而耗散損失是因為機械摩擦阻力、流體粘性阻力以及電阻、磁阻等的作用產生的不可逆損失。對於不涉及電磁等其它現象的熱功轉換而言，最重要的不可逆損失是物系做宏觀運動時產生的粘性摩擦生熱。就熱力學而言，耗散損失是一種和物質性質有關的不可逆損失。有無非平衡損失取決於系統的狀態是否平衡，而有無耗散損失，損失的大小則視物性而定。 綜上所述，如既無非平衡損失又無耗散損失，過程就是可逆的。準靜態過程沒有非平衡損失，因此是實現可逆過程的前提條件，但準靜態過程並不一定就是可逆過程。比如化學純氣體在噴管內做絕熱穩定流動時，垂直於流動方向的各截面上氣體的壓力和溫度均勻一致，過程中氣體狀態隨時處於平衡，此時流動是準靜態過程，不會有非平衡損失出現。但同一截面上氣體的流速並不相等，流束中心的流速大於臨近管壁處的流速，因而會有流體的宏觀相對運動。由於流體的粘性作用，將使氣體的宏觀動能一部分轉化為熱能而產生粘性摩擦生熱的損失。這時這個流動過程是準靜態過程，而不是可逆過程。反過來說，可逆過程則一定是準靜態過程。 準靜態過程和可逆過程的區別還在於，準靜態過程的引入只是為了對系統的熱力過程進行描述，並沒有涉及到系統與外界功量和熱量的交換。也就是說，儘管所有準靜態過程都可以在熱力圖上表示出來，但準靜態過程在 p－v上過程曲線下的面積 ∫pdv並不代表功，把它稱之為準靜態過程的功是沒有意義的。那麼，可以從理想氣體的兩種絕熱膨脹過程進行分析。一是理想氣體經過絕熱的準靜態的膨脹，但存在耗散損失；另外一種是理想氣體經過絕熱可逆膨脹。 準靜態過程和可逆過程是經典熱力中兩個重要的概念，搞清楚兩者之間的真正關係，不僅有助於對熱力中兩個基本概念的準確理解，澄清涉及這兩個概念的一些不正確的習慣觀點，而且能明確揭示不平衡自發趨於平衡現象與熵增現象之間的必然聯絡。 ------------- 如果我回答對你有幫助，請關注我一下。或有其他問題也可以關注我，給我發私信