Proceso cuasiestático

Proceso termodinámico en el que se mantiene el equilibrio a lo largo de la duración del proceso.

Termodinámica
El motor térmico clásico de Carnot
Sucursales Clásico Estadístico Químico Termodinámica cuántica Equilibrio  / No equilibrio
Leyes Zeroth Primero Segundo Tercera
Sistemas Sistema cerrado Sistema aislado Estado Ecuación de estado Gas ideal Gas real Estado de la materia Fase (materia) Equilibrio Control de volumen Instrumentos Procesos Isobárico Isocórico Isotermo Adiabático Isentrópico Isenthalpic Cuasiestático Politrópico Expansión libre Reversibilidad Irreversibilidad Endoreversibilidad Ciclos Motores térmicos Bombas de calor Eficiencia térmica
Propiedades del sistema Nota: Variables conjugadas en cursiva Diagramas de propiedades Propiedades intensivas y extensas Funciones de proceso Trabaja Calor Funciones del estado Temperatura  / Entropía  ( introducción ) Presión  / Volumen Potencial químico  / Número de partículas Calidad de vapor Propiedades reducidas
Propiedades materiales Bases de datos de propiedades Capacidad calorífica específica  ${\displaystyle c=}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \partial S}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \partial T}$ Compresibilidad  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial p}$ Expansión térmica  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial T}$
Ecuaciones Teorema de carnot Teorema de clausius Relación fundamental Ley de los gases ideales Relaciones de Maxwell Onsager relaciones recíprocas Ecuaciones de Bridgman Tabla de ecuaciones termodinámicas
Potenciales Energía gratis Entropía libre Energía interna ${\displaystyle U(S,V)}$ Entalpía ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ Energía libre de Helmholtz ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ Energía libre de Gibbs ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
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Científicos Bernoulli Boltzmann Carnot Clapeyron Clausius Carathéodory Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Maxwell von Mayer Onsager Rankine Smeaton Stahl Thompson Thomson Van der Waals Waterston
Otro Nucleación Autoensamblaje Autoorganización Orden y desorden
Categoría
v t mi

En termodinámica , un proceso cuasiestático (también conocido como proceso de cuasi-equilibrio . Del latín cuasi , que significa 'como si' ^[1] ), es un proceso termodinámico que ocurre lo suficientemente lento como para que el sistema permanezca en equilibrio termodinámico interno. . Un ejemplo de esto es la expansión cuasiestática, donde el volumen de un sistema cambia tan lentamente que la presión permanece uniforme en todo el sistema en cada instante de tiempo durante el proceso. ^[2] Tal proceso idealizado es una sucesión de estados de equilibrio, caracterizados por una lentitud infinita. ^[3]

Solo en un proceso cuasiestático podemos definir exactamente cantidades intensivas (como presión, temperatura , volumen específico , entropía específica ) del sistema en cada instante durante todo el proceso; de lo contrario, dado que no se establece un equilibrio interno, diferentes partes del sistema tendrían diferentes valores de estas cantidades.

A veces se utiliza el término teórico " proceso reversible ". Se refiere a una idealización teóricamente conveniente que en la práctica sólo puede realizarse aproximadamente de manera aproximada, ya que los procesos exactamente reversibles están descartados por la segunda ley de la termodinámica . Por ejemplo, la compresión lenta de un sistema por un pistón sujeto a fricción es irreversible; aunque el sistema está siempre en equilibrio térmico interno, la fricción asegura la generación de entropía disipativa, lo que va en contra de la definición de reversible. Cualquier ingeniero recordaría incluir la fricción al calcular la generación de entropía disipativa. Un ejemplo de un proceso lento que ni siquiera es idealizable como reversible es la transferencia de calor lenta. entre dos cuerpos a dos temperaturas finitamente diferentes, donde la tasa de transferencia de calor está controlada por una partición pobremente conductora entre los dos cuerpos; en este caso, no importa cuán lento tenga lugar el proceso, los estados del sistema compuesto que consta de los dos cuerpos está lejos del equilibrio, ya que el equilibrio térmico para este sistema compuesto requiere que los dos cuerpos estén a la misma temperatura.

PV-Work en varios procesos cuasi-estáticos

Artículos principales: Trabajo (termodinámica) y ecuación de gas ideal

1. Presión constante: procesos isobáricos ,

   ${\displaystyle W_{1-2}=\int PdV=P(V_{2}-V_{1})}$

2. Volumen constante: procesos isocóricos ,

   ${\displaystyle W_{1-2}=\int PdV=0}$

3. Temperatura constante: procesos isotérmicos ,

   ${\displaystyle W_{1-2}=\int PdV,}$donde P varía con V vía , entonces${\displaystyle \quad PV=P_{1}V_{1}=C}$

   ${\displaystyle W_{1-2}=P_{1}V_{1}\ln {\frac {V_{2}}{V_{1}}}}$

4. Procesos politrópicos ,

   ${\displaystyle W_{1-2}={\frac {P_{1}V_{1}-P_{2}V_{2}}{n-1}}}$

Ver también

• Entropía
• Proceso reversible (termodinámica)

Referencias

1. Lewis, CT, Short, C. (1879). A Latin Dictionary , Clarendon Press, Oxford, página 1507.
2. Schroeder, Daniel (2000). Introducción a la física térmica . Estados Unidos: Addison Wesley Longman. págs. 20-21. ISBN 0-201-38027-7.
3. Rajput, RK (2010). A Textbook of Engineering Thermodynamics , 4a edición, Laxmi Publications (P) Ltd, Nueva Delhi, páginas 21, 45, 58.