工程热力学与传热学：1-4 准平衡过程和可逆过程
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➢ 突然减小 pext1—— pext2 则 p1A > pext 2 A + F 活塞右行 中间状态：不平衡状态 中间过程：不平衡过程
➢ 当 p2A = pext2 A + F 达到新的平衡状态2
思考：若过程进 行的无限缓慢
3. 实现条件 ： 推动过程进行的势差（温差，压差）无限小，
保证系统在任意时刻皆无限接近于平衡状态。
4. 特点：
驰豫时间 （relaxation time） 当工质在平衡被破坏后，自动恢复到
平衡所需时间。
是实际过程进行的无限缓慢的极限情况，
是热力学意义上的缓慢。
5. 好处： （1）可用确切的状态参数描述过程； （2）可在参数坐标图上用一条连续曲线表示过程
1-4-2 可逆过程 （reversible process）
F
F=0
3.可逆过程与准静态过程的关系
区别：二者的着眼点不同。
➢ 准静态： 只着眼于工质内部的平衡，有无外部的机械
摩擦（耗散）对工质内部的平衡并无影响
➢ 可逆过程： 分析工质与外界作用所产生的总效果。
不仅强调工质内部的平衡，而且要求工质与外 界作用可以无条件地逆复，过程进行时不存在 任何能量的耗散。
思考 题
1. 不平衡过程，一定是不可逆过程；
2. 不可逆过程就是指工质不能恢复原来状态的过 程；
3. 一个可逆过程必须同时也是一个准平衡过程， 但准平衡过程不一定是可逆的。
4. 实际过程都是不可逆过程。
Fra Baidu bibliotek
1—4 准静态过程和可逆过程
热力过程 （thermodynamic process） 系统由一个状态到达另一个状态的变化过程
平衡状态
平衡状态 变化过程
对实际过程简化 的思想
1-4-1 准平衡过程 （quasistatic process）
1. 准平衡过程（准静态过程） ： 假设过程中系统所经历的每一个状态都 无限接近于平衡状态的过程。
1. 可逆过程： 当系统完成某一路径（path） 后，如果全过程
沿相同的路径逆行而能使过程中所涉及的一切 （system, surrounding ）都恢复到原来的状态而不留 下任何痕迹，则这一过程即为可逆过程。
2. 实现条件： 是无耗散的准静态过程。
1
2
pA
pext A
耗散效应：
通过摩擦，粘性扰动，温差传热 等消耗功或潜在作功能力的损失．
2. 分析：观察由于力的不平衡而进行的气体膨胀过程 假设：汽缸中有1kg 的气体，其参数为 p1, v1. T1 选取：汽缸内气体为热力系统
p1 A
pext1 A
F
气体膨胀过程
1 p1 A pext1 A
F
2
p2A pext2 A
F
p 1
p1
p2
2
0
v1
v2
v
膨胀过程：
➢ 若 p1A = pext1 A + F 为初始平衡状态1
➢ 当 p2A = pext2 A + F 达到新的平衡状态2
思考：若过程进 行的无限缓慢
3. 实现条件 ： 推动过程进行的势差（温差，压差）无限小，
保证系统在任意时刻皆无限接近于平衡状态。
4. 特点：
驰豫时间 （relaxation time） 当工质在平衡被破坏后，自动恢复到
平衡所需时间。
是实际过程进行的无限缓慢的极限情况，
是热力学意义上的缓慢。
5. 好处： （1）可用确切的状态参数描述过程； （2）可在参数坐标图上用一条连续曲线表示过程
1-4-2 可逆过程 （reversible process）
F
F=0
3.可逆过程与准静态过程的关系
区别：二者的着眼点不同。
➢ 准静态： 只着眼于工质内部的平衡，有无外部的机械
摩擦（耗散）对工质内部的平衡并无影响
➢ 可逆过程： 分析工质与外界作用所产生的总效果。
不仅强调工质内部的平衡，而且要求工质与外 界作用可以无条件地逆复，过程进行时不存在 任何能量的耗散。
思考 题
1. 不平衡过程，一定是不可逆过程；
2. 不可逆过程就是指工质不能恢复原来状态的过 程；
3. 一个可逆过程必须同时也是一个准平衡过程， 但准平衡过程不一定是可逆的。
4. 实际过程都是不可逆过程。
Fra Baidu bibliotek
1—4 准静态过程和可逆过程
热力过程 （thermodynamic process） 系统由一个状态到达另一个状态的变化过程
平衡状态
平衡状态 变化过程
对实际过程简化 的思想
1-4-1 准平衡过程 （quasistatic process）
1. 准平衡过程（准静态过程） ： 假设过程中系统所经历的每一个状态都 无限接近于平衡状态的过程。
1. 可逆过程： 当系统完成某一路径（path） 后，如果全过程
沿相同的路径逆行而能使过程中所涉及的一切 （system, surrounding ）都恢复到原来的状态而不留 下任何痕迹，则这一过程即为可逆过程。
2. 实现条件： 是无耗散的准静态过程。
1
2
pA
pext A
耗散效应：
通过摩擦，粘性扰动，温差传热 等消耗功或潜在作功能力的损失．
2. 分析：观察由于力的不平衡而进行的气体膨胀过程 假设：汽缸中有1kg 的气体，其参数为 p1, v1. T1 选取：汽缸内气体为热力系统
p1 A
pext1 A
F
气体膨胀过程
1 p1 A pext1 A
F
2
p2A pext2 A
F
p 1
p1
p2
2
0
v1
v2
v
膨胀过程：
➢ 若 p1A = pext1 A + F 为初始平衡状态1