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准静态过程、可逆过程
准静态过程、可逆过程
平衡状态
状态不变化
能量不能转换
非平衡状态
无法简单描述
热力学引入准静态（准平衡）过程
一般过程
p1 = p0+重物
p，T
p0
T1 = T0
突然去掉重物
最终
p2 = p0
T2 = T0
p
v
1
2
.
.
准静态过程
p1 = p0+重物
p，T
p0
T1 = T0
假如重物有无限多层
每次只去掉无限薄一层
p
v
1
2
.
.
.
系统随时接近于平衡态
准静态过程有实际意义吗？
既是平衡，又是变化
既可以用状态参数描述，又可进行热功转换
疑问：理论上准静态应无限缓慢，工程上怎样处理？
准静态过程的工程条件
破坏平衡所需时间
（外部作用时间）
恢复平衡所需时间
（驰豫时间）
>>
有足够时间恢复新平衡 准静态过程
准静态过程的工程应用
例：活塞式内燃机 2000转/分
曲柄 2冲程/转，0.15米/冲程
活塞运动速度=2000 2 0.15/60=10 m/s
压力波恢复平衡速度（声速）350 m/s
破坏平衡所需时间
（外部作用时间）
>>
恢复平衡所需时间
（驰豫时间）
一般的工程过程都可认为是准静态过程
具体工程问题具体分析。“突然”“缓慢”
准静态过程的容积变化功
p
p外
f
初始：p A = p外 A +f
A
如果 p外微小
可视为准静态过程
dl
以汽缸中mkg工质为系统
mkg工质发生容积变化对外界作的功
W = p A dl =pdV
1kg工质
w =pdv
dl 很小，近似认为 p 不变
准静态过程的容积变化功
p
p外
2
mkg工质：
W =pdV
1kg工质：
w =pdv
1
注意：
上式仅适用于准静态过程
示功图
p
V
.
1
2
.
p
p外
2
1
mkg工质：
W =pdV
1kg工质：
w =pdv
W
准静态容积变化功的说明
p
V
.
1
2
.
2） p-V 图上用面积表示
3）功的大小与路径有关，
功是过程量
4）统一规定：dV>0，膨胀 对外作功（正）
dV<0，压缩 外内作功（负）
5）适于准静态下的任何工质（一般为流体）
6）外力无限制，功的表达式只是系统内部参数
7）有无f，只影响系统功与外界功的大小差别
1）单位为 [kJ] 或 [kJ/kg]
W
w
摩擦损失的影响
若有f 存在，就存在损失
p
p外
2
1
系统对外作功W，外界得到的功W ’若外界将得到的功W ’再返还给系统，系统得到的功W’’则外界、活塞、系统不能同时恢复原态。
摩擦损失的影响
若 f ＝ 0
p
p外
2
1
系统对外作功W，外界得到的功W ’＝W
若外界将得到的功W ’再返还给系统
则外界、活塞、系统同时恢复原态。

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