Proceso cuasiestático

Termodinámica
La clásica máquina térmica de Carnot
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Leyes Cero Primero Segundo Tercero
Sistemas Sistema cerrado Sistema abierto Sistema aislado Estado Equation of state Ideal gas Real gas State of matter Phase (matter) Equilibrium Control volume Instruments Processes Isobaric Isochoric Isothermal Adiabatic Isentropic Isenthalpic Quasistatic Polytropic Free expansion Reversibility Irreversibility Endoreversibility Cycles Heat engines Heat pumps Thermal efficiency
System properties Note: Conjugate variables in italics Property diagrams Intensive and extensive properties Process functions Work Heat Functions of state Temperature / Entropy (introduction) Pressure / Volume Chemical potential / Particle number Vapor quality Reduced properties
Material properties Property databases Specific heat capacity  ${\displaystyle c=}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \partial S}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \partial T}$ Compressibility  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial p}$ Thermal expansion  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial T}$
Equations Carnot's theorem Clausius theorem Fundamental relation Ideal gas law Maxwell relations Onsager reciprocal relations Bridgman's equations Table of thermodynamic equations
Potentials Free energy Free entropy Internal energy ${\displaystyle U(S,V)}$ Enthalpy ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ Helmholtz free energy ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ Gibbs free energy ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
History Culture History General Entropy Gas laws "Perpetual motion" machines Philosophy Entropy and time Entropy and life Brownian ratchet Maxwell's demon Heat death paradox Loschmidt's paradox Synergetics Theories Caloric theory Vis viva ("living force") Mechanical equivalent of heat Motive power Key publications An Inquiry Concerning the Source ... Friction On the Equilibrium of Heterogeneous Substances Reflections on the Motive Power of Fire Timelines Thermodynamics Heat engines Art Education Maxwell's thermodynamic surface Entropy as energy dispersal
Scientists Bernoulli Boltzmann Bridgman Carathéodory Carnot Clapeyron Clausius de Donder Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Kelvin Lewis Massieu Maxwell von Mayer Nernst Onsager Planck Rankine Smeaton Stahl Tait Thompson van der Waals Waterston
Other Nucleation Self-assembly Self-organization Order and disorder
Category
v t e

En termodinámica , un proceso cuasiestático , también conocido como proceso de cuasiestático (del latín quasi , que significa 'como si' ^[1] ), es un proceso termodinámico que ocurre lo suficientemente lento como para que el sistema permanezca en equilibrio termodinámico físico interno (pero no necesariamente químico) . Un ejemplo de esto es la expansión cuasiestática de una mezcla de gas hidrógeno y oxígeno, donde el volumen del sistema cambia tan lentamente que la presión permanece uniforme en todo el sistema en cada instante de tiempo durante el proceso. ^[2] Un proceso idealizado de este tipo es una sucesión de estados de equilibrio físico, caracterizados por una lentitud infinita. ^[3]

Sólo en un proceso termodinámico cuasiestático podemos definir con exactitud magnitudes intensivas (como presión, temperatura , volumen específico , entropía específica ) del sistema en cualquier 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 magnitudes, por lo que un único valor por magnitud puede no ser suficiente para representar el sistema completo. En otras palabras, cuando una ecuación para un cambio en una función de estado contiene P o T , implica un proceso cuasiestático.

Si bien todos los procesos reversibles son cuasiestáticos, la mayoría de los autores no requieren un proceso cuasiestático general para mantener el equilibrio entre el sistema y el entorno y evitar la disipación, ^[4] que son características definitorias de un proceso reversible. Por ejemplo, la compresión cuasiestática de un sistema por un pistón sujeto a fricción es irreversible; aunque el sistema siempre está en equilibrio térmico interno, la fricción asegura la generación de entropía disipativa, lo que va en contra de la definición de reversibilidad. Cualquier ingeniero recordaría incluir la fricción al calcular la generación de entropía disipativa.

Un ejemplo de un proceso cuasiestático que no es idealizable como reversible es la transferencia de calor lenta entre dos cuerpos a dos temperaturas finitamente diferentes, donde la velocidad de transferencia de calor está controlada por una partición poco conductora entre los dos cuerpos. En este caso, sin importar cuán lento se lleve a cabo el proceso, el estado del sistema compuesto que consiste en 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. Sin embargo, el cambio de entropía para cada cuerpo se puede calcular utilizando la ecuación de Clausius para la transferencia de calor reversible.

1. Presión constante: Procesos isobáricos ,$${\displaystyle W_{1-2}=\int P\,dV=P(V_{2}-V_{1})}$$
2. Volumen constante: Procesos isocóricos ,$${\displaystyle W_{1-2}=\int PdV=0}$$
3. Temperatura constante: Procesos isotérmicos , donde P (presión) varía con V (volumen) a través de , por lo que$${\displaystyle W_{1-2}=\int P\,dV,}$$${\displaystyle PV=P_{1}V_{1}=C}$$${\displaystyle W_{1-2}=P_{1}V_{1}\ln {\frac {V_{2}}{V_{1}}}}$$
4. Procesos politrópicos ,$${\displaystyle W_{1-2}={\frac {P_{1}V_{1}-P_{2}V_{2}}{n-1}}}$$

• Entropía
• Proceso reversible (termodinámica)