准静态过程如何处理平衡状态又有状态变化的矛盾

Question

如题所述

Answer 1

准静态过程是指系统状态改变的不平衡势差无限小,以致于该系统在任意时刻均无限接近于某个平衡态。准静态过程允许系统状态发生变化,但是要求状态变化的每一步,系统都要处在平衡状态。

准静态过程是指系统从一个平衡状态向另一个平衡状态变化时经历的全部状态的总合。过程是系统平衡被破坏的结果。若系统从一个平衡状态连续经过无数个中间的平衡状态过渡到另一个平衡状态，即过程中系统偏离平衡状态无限小并且随时恢复平衡状态，过程均匀缓慢且无任何突变，这样的过程称为准平衡过程或准静态过程。

热力学系统在外界影响下，从一个平衡态过渡到另一个平衡态的变化过程，称为热力学过程，简称过程。在过程进行的任一时刻，系统的状态当然不是平衡态。

例如，推进活塞压缩气缸内的气体时，气体的体积、密度、温度或压强都将发生变化，在这一过程中任一时刻，气体各部分的密度、压强、温度并不完全相同。靠近活塞表面的气体密度要大些，压强也要大些，温度也高些。在热力学中，为了能利用系统处于平衡时的性质来研究过程的规律，引入了准静态过程的概念。

准静态过程在物理学、工程学和化学等领域都有广泛应用，例如：

1、热力学：准静态过程是理解热力学基本概念的重要手段，如热容、熵以及热力学第一定律和第二定律。

2、汽车引擎：汽车引擎中的活塞运动可以被视为准静态过程，这使得工程师可以更好地设计和优化汽车引擎。

3、电子学：准静态过程在电路分析中也有应用，例如，在直流电路中，准静态过程可以用来预测电阻器、电容器和电感器的行为。

4、化学反应：准静态过程可以被用来描述化学反应过程中物质的转化和能量的交换。