Processus quasi-statique : 15 explications importantes

by

Contenu

FAQ / Notes courtes

  • Qu'est-ce qu'une force quasi statique?
  • Le processus réversible est-il quasi statique?
  • Le processus adiabatique est-il quasi statique?
  • Quels sont les exemples de processus quasi-statiques dans notre vie quotidienne?
  • Pourquoi un processus réversible est-il nécessairement un processus quasi statique?
  • Puisque la pression est uniforme dans le processus quasi statique, comment faire du travail?

Définition de processus quasi-statique

Il peut être défini en mots simples processus se déroulant très lentement, et tout état passé par ce processus est en équilibre.

Le sens du mot «Quasi» est presque. La statique signifie que les propriétés thermiques sont constantes dans le temps. Tous les processus réversibles sont quasi. La lenteur du processus est la principale caractéristique de ce processus.

Processus non quasi-statique

Il n'est réalisé pour aucune différence finie du système. La plupart des processus qui se produisent autour de nous (dans la nature) peuvent être qualifiés de processus non quasi-statiques.

Les deux le processus peut être bien compris par le diagramme comme indiqué ci-dessous,

Processus quasi-statique
Diagramme Processus quasi statique et non quasi statique

Cela aide à analyser. Il est principalement étudié dans les livres et les références. On sait déjà que l'étude introductive de la thermodynamique commence par des quasi-processus. Nous pouvons facilement remarquer le travail PdV dans ce diagramme. La courbe de non quasi semble de type demi-cercle. La méthode quasi-statique est représentée par une ligne droite.

Différence entre processus quasi-statique et réversible

On peut définir un processus réversible comme si le système restaure sa phase initiale ou initiale et il n'y a aucun effet du processus sur l'environnement.

Dans un processus réversible, le processus suit le même chemin dans les fonctions avant et arrière. Il n'y a aucun impact du système sur l'environnement. Idéalement, ce type de processus ne peut pas être possible en raison du frottement.

Il peut être défini en mots simples processus se déroulant très lentement, et tout état passé par ce processus est en équilibre.

Il n'y a pas de friction présente dans ce processus. Ainsi, on peut dire qu'idéalement, les processus sont réversibles.

Il n'y a pas de génération d'entropie dans les deux processus. Nous pouvons rendre tout processus réversible si nous continuons le processus à un rythme prolongé.

Exemple de processus quasi-statique

On peut considérer le processus de compression statique comme un exemple du processus quasi-statique. Dans ce processus, le volume du système changera très lentement, mais la pression du système demeure tout au long du processus.

Le processus de compression avec cylindre et piston est illustré dans la figure ci-dessous,

piston cylindre 1
Processus de compression du processus quasi-statique

Caractéristiques du processus quasi-statique

C'est un processus thermodynamique où le processus se produit à une vitesse très lente. Nous pouvons dire que le processus se produit presque à l'état de repos.

Chaque point ou étape de ce processus est considéré dans des conditions d'équilibre.

On peut dire que le contrôle du quasi-processus se fait sans effort. Dans le processus non quasi-statique, le contrôle peut être difficile par rapport à un quasi idéal. La raison en est la rapidité du processus.

C'est un processus thermodynamique dans lequel le temps nécessaire au processus complet sera infini.

Il est très efficace car il n'y a aucune perte dans ce processus. Il n'y a pas de frottement ou de génération de chaleur due au frottement. Dans le cas d'un processus non quasi, le frottement est présent, ce qui est finalement une perte donc moins efficace que quasi.

Ce processus est de nature réversible.

L'appareil fonctionnant sur un processus quasi-statique produit un travail maximal

Processus quasi-statiques courants

Idéalement, le procédé quasi réversible ne peut pratiquement pas être possible. Il y a toujours des pertes dans n'importe quel système. Avec quelques hypothèses, nous pouvons considérer certains processus comme des quasi-processus.

  • Les processus de gaz parfaits à un rythme lent.
  • Processus de compression à une vitesse prolongée
  • Processus réversibles.
  • Croissance de l'arbre

Réservoir de température énorme

Condition pour un gaz parfait dans un procédé adiabatique quasi-statique

Si l'on considère le quasi processus adiabatique, il y a une condition à remplir. Si le gaz parfait est comprimé de l'état 1 à l'état 2, alors

P1 et V1 est la condition initiale du système,

P2 et V2 est la condition finale du système,

La condition du système est,

PV^{gamma }= Constante

Nous pouvons écrire cette condition pour les deux conditions comme ci-dessous,

P1V1^{gamma}= P2V2^{gamma}

Conditions d'un processus quasi-statique

C'est un processus thermodynamique où le processus se produit à une vitesse très lente. Nous pouvons dire que le processus se produit presque à l'état de repos.

Chaque point ou étape de ce processus est considéré dans des conditions d'équilibre.

On peut dire que le contrôle de ce processus est très facile. Dans le processus non quasi-statique, le contrôle peut être difficile par rapport à quasi. La raison en est la rapidité du processus.

C'est un processus thermodynamique dans lequel le temps nécessaire au processus complet sera infini.

Ce processus est très efficace car il n'y a aucune perte. Il n'y a pas de frottement ou de génération de chaleur due au frottement. Dans le cas d'un processus non quasi, le frottement est présent, ce qui est finalement une perte donc moins efficace que quasi.

Ce processus est de nature réversible.

L'appareil travaillant sur ce processus produit un travail maximal

Différence entre processus quasi-statique et non quasi-statique

On peut définir en termes simples que c'est le processus qui se déroule très lentement et que tout état passé par ce processus est en équilibre.

Ce processus est toujours de nature réversible.

Il n'y a pas de frottement ou de perte présent.

Il n'est réalisé pour aucune différence finie du système. La plupart des processus qui nous entourent (dans la nature) peuvent être qualifiés de processus non quasi-statiques.

Le processus non quasi est toujours irréversible.

Il y a toujours des frictions et des pertes présentes dans le système.

Nous pouvons écrire une relation pour la génération d'entropie,

dS = frac{dQ}{T} + je

Où dS désigne le changement d'entropie dans le système

Le changement d'entropie dans le système peut être positif, négatif ou nul.

Chaleur transférée dans un processus quasi-statique infinitésimal

Le transfert de chaleur l'équation de ce processus idéal peut être écrite dans la mousse suivante pour le calcul,

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

Ici

dQ = transfert de chaleur

Cv = capacité thermique à volume constant

n = non. de moles de substance

R = constante des gaz parfaits

Cp = capacité thermique à pression constante

V = volume,

dV = volume différentiel

P = pression,

dP = Pression différentielle

Importance du processus quasi-statique

Il est proposé en 1909 comme un «processus quasi-statique». C'est un procédé essentiel dans le domaine de la thermodynamique pour l'analyse. Il fournit un travail de sortie maximal dans le système. Bien que ce processus soit idéal, ce processus dans les diverses études est vaste.

Dans ce processus, le système reste en équilibre pendant un temps infinitésimal. Les raisons de son importance dans le domaine de l'ingénierie sont

1. Ce processus est facile à analyser

2. Tout appareil travaillant sur ce processus produit un travail maximal. Il n'y a aucune perte d'énergie.

Exemple de processus non quasi-statique

Tout processus dans la nature est un processus non quasi-statique,

Ces processus ne se produisent pas à un rythme prolongé. Vous pouvez considérer tout processus processus non quasi-statique.

  • Transfert de chaleur rapide,
  • Compression rapide,
  • Expansion,

Processus cyclique non quasi-statique

Il n'est réalisé pour aucune différence finie du système. La plupart des processus qui nous entourent (dans la nature) peuvent être qualifiés de processus non quasi-statiques.

Nous pouvons facilement remarquer la courbe dans le diagramme ci-dessous. Comme on le sait, le processus non quasi-statique ne revient pas avec le même chemin. Le processus en arrière est toujours avec une direction différente pour être considéré comme un processus cyclique.

Diagramme de processus quasi-statique

Le diagramme des deux processus ci-dessous pour le processus d'expansion.

Presque 1
Diagramme quasi-statique et non quasi-statique

Entropie de processus quasi-statique

Nous pouvons écrire une relation pour la génération d'entropie,

dS = frac{dQ}{T} + je

Où dS désigne le changement d'entropie dans le système

Le changement d'entropie dans le système peut être positif, négatif ou nul.

Équation de processus quasi-statique

Il peut être dérivé pour divers processus en thermodynamique. L'équation pour différents processus avec la propriété constante est donnée ci-dessous,

Processus à pression constante (processus isobare)

W_{12}=int PdV

Processus à volume constant (processus isochorique)

W_{12}=int PdV = 0

Processus à température constante (Procédé isotherme)

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

Procédé polytropique

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

FAQ

Qu'est-ce qu'une force quasi statique?

Il peut être indiqué comme la force appliquée très lentement sur le système. En raison de cette force, le système se déforme très lentement avec un temps infini. Ce type de force peut être défini comme une force quasi-statique.

Le processus réversible est-il quasi statique?

Ce processus est toujours réversible.

Il n'y a pas de frottement ou de perte présent.

Ce n'est pas un processus réalisé pour une différence finie du système. La plupart des processus qui nous entourent (dans la nature) peuvent être qualifiés de processus non quasi-statiques.

Le processus adiabatique est-il quasi statique?

An adiabatique processus est un processus sans transfert de chaleur. Il est également considéré comme un processus isentropique signifie une entropie constante du système.

Il y a certaines conditions pour que le processus soit quasi.

Si le processus adiabatique se produit à une vitesse très lente, il peut être considéré comme un processus adiabatique quasi-statique

Quels sont les exemples de processus quasi statiques dans notre vie quotidienne?

C'est un processus idéal dans la nature; encore, le processus qui se produit très lentement peut être considéré comme quasi.

Croissance d'arbre,

Pourquoi un processus réversible est-il nécessairement un processus quasi statique?

Ce processus est toujours de nature réversible.

Il n'y a pas de frottement ou de perte présent. Il n'y a aucune perte de chaleur dans ce processus

Il n'est réalisé pour aucune différence finie du système. La plupart des processus qui nous entourent (dans la nature) peuvent être qualifiés de processus non quasi-statiques.

Puisque la pression est uniforme dans le processus quasi statique, comment faire du travail ?

Si la pression est constante dans n'importe quel système avec ce processus, le travail effectué peut être donné par l'équation suivante,

Processus à pression constante (processus isobare)

W_{12}=int PdV

     

Laisser un commentaire