Равновесный процесс

Равнове́сный тепловой процесс — тепловой процесс, в котором система проходит непрерывный ряд бесконечно близких равновесных термодинамических состояний.

Равновесный тепловой процесс называется обратимым, если его можно провести обратно и в телах, окружающих систему, не останется никаких изменений.

Реальные процессы изменения состояния системы всегда происходят с конечной скоростью, поэтому не могут быть равновесными. Реальный процесс изменения состояния системы будет тем ближе к равновесному, чем медленнее он совершается, поэтому равновесные процессы называют квазистатическими.

Количественный критерий равновесности/неравновесности процесса тот же, что и для обратимых процессов: мерилом служит возникновение энтропии — эта величина равна нулю при отсутствии неравновесных процессов в термодинамической системе и положительна при их наличии.

Примеры равновесных процессов

• Изотермический процесс, при котором температура системы не изменяется (T=const)
• Изохорный процесс, происходящий при постоянном объёме системы (V=const)
• Изобарный процесс, происходящий при постоянном давлении в системе (P=const)
• Адиабатический процесс, проходящий без теплообмена, поэтому при неизменной энтропии в системе (S=const)

Терминологические замечания

Понятийный аппарат, используемый в том или ином руководстве по классической термодинамике, существенным образом зависит от системы построения/изложения данной дисциплины, используемой автором конкретного пособия. Последователи Р. Клаузиуса строят/излагают термодинамику как теорию обратимых процессов, последователи К. Каратеодори — как теорию квазистатических процессов, а последователи Дж. У. Гиббса — как теорию равновесных состояний и процессов. Ясно, что, несмотря на применение различных описательных дефиниций идеальных термодинамических процессов — обратимых, квазистатических и равновесных, — которыми оперируют упомянутые выше термодинамические аксиоматики, в любой из них все построения классической термодинамики имеют своим итогом один и тот же математический аппарат. Де-факто это означает, что за пределами чисто теоретических рассуждений, то есть в прикладной термодинамике, термины «обратимый процесс», «равновесный процесс» и «квазистатический процесс» рассматривают как синонимы: всякий равновесный (квазистатический процесс) процесс является обратимым, и наоборот, любой обратимый процесс является равновесным (квазистатическим).

См. также

• Квазистатический процесс
• Необратимый процесс
• Обратимый процесс

Литература

• Tisza Laszlo. [www.libgen.io/book/index.php?md5=D5550D254572FF70CD6CED1E9BD00AEA Generalized Thermodynamics]. — Cambridge (Massachusetts) — London (England): The M.I.T. Press, 1966. — xi + 384 p. (недоступная ссылка)
• Каратеодори К. [www.libgen.io/book/index.php?md5=82EC08679523AEE763A393E46B086DED Об основах термодинамики] (рус.) // Развитие современной физики : Сборник статей под ред. Б. Г. Кузнецова. — 1964. — С. 188—222. (недоступная ссылка)
• Карно С., Клаузиус, Р., Томсон У. (лорд Кельвин) и др. Второе начало термодинамики / Под ред. А. К. Тимирязева. — 4-е изд. — М.: Либроком, 2012. — 312 с. — (Физико-математическое наследие: физика (термодинамика и статистическая механика)). — ISBN 978-5-397-02688-8.
• Новиков И. И. [www.libgen.io/book/index.php?md5=2684B3A86FCFE2D892518443B7C52CFC Термодинамика]. — 2-е изд., испр. — СПб.: Лань, 2009. — 592 с. — (Учебники для вузов. Специальная литература). — ISBN 978-5-8114-0987-7. (недоступная ссылка)
• Петров Н., Бранков Й. [www.libgen.io/book/index.php?md5=E7298BC9C61243C205D5ECEBC84C4AE0 Современные проблемы термодинамики]. — Пер. с болг. — М.: Мир, 1986. — 287 с. (недоступная ссылка)
• Пригожин И., Дефэй Р. Химическая термодинамика / Пер. с англ. под ред. В. А. Михайлова. — 2-е изд.. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009. — 533 с. — (Классика и современность. Естествознание). — ISBN 978-5-9963-0201-7.