Равновесный, неравновесный, обратимый процессы.

Понятие об обобщенных силах и обобщенных координатах.

ОБОБЩЕННЫЕСИЛЫ - величины Q _i, произведения к-рых на элементарные приращения обобщённых координат q_i системы дают выражение элементарной работы действующих на систему сил. Т. о., выражение элементарной работы сил, действующих на систему с s степенями свободы, через О. с. имеет вид

ΔA = Δ + Δ + … + Δ

С помощью Лагранжа функции L О. с. определяются ф-лами Q _i = дL/дq_i (см. также Лагранжа уравнения механики).
Размерность О. с. зависит от размерности соответствующей обобщённой координаты. Если размерность q_i - длина, то Q _i имеет размерность обычной силы; если же координата q_i - угол (величина безразмерная), то Q _i имеет размерность момента силы, и т. п. О. с. и обобщённые импульсы p_i связаны друг с другом так же, как обычные силы и импульсы, по второму закону Ньютона, т. е. dpi/dt = Q _i.

 

 

Обобщённые координаты, независимые между собой параметры q_i (r = 1, 2,..., s) любой размерности, число которых равно числу s степеней свободы механич. системы и которые однозначно определяют положение системы. Закон движения системы в О. к. даётся s уравнениями вида q_i = q_i (t), где t — время. О. к. пользуются при решении многих задач, особенно когда система подчинена связям, налагающим ограничения на её движение. При этом значительно уменьшается число уравнений, описывающих движение системы, по сравнению, например, с уравнениями в декартовых координатах (см. Лагранжа уравнения в механике). В системах с бесконечно большим числом степеней свободы (сплошные среды, физические поля) О. к. являются особые функции пространственных координат и времени, называются потенциалами, волновыми функциями и т.п.

 

Равновесный, неравновесный, обратимый процессы.

РАВНОВЕСНЫЙ ПРОЦЕСС

(квазистатический процесс) в термодинамике - процесс перехода термодинамич. системы из одного равновесного состояния в другое, столь медленный, что все промежуточные состоянии можно рассматривать как равновесные, т. е. характеризующиеся очень медленным (в пределе - бесконечно медленным) изменением термодинамич. параметров состояния. Р. п.- одно из осн. понятий термодинамики равновесных процессов. Всякий Р. п. является обратимым процессом, и наоборот, любой обратимый процесс является равновесным.

 

Неравновесный процесс

в термодинамике и статистической физике — физические процессы, включающие неравновесные состояния. Примеры: процесс установления равновесия (термодинамического или статистического) в системе, находившейся ранее в неравновесном состоянии; переход системы из равновесного состояния в неравновесное или из одного неравновесного состояния в другое под влиянием внешних возмущений. В неизолированных системах Н. п. могут протекать стационарно (без изменения физического состояния системы, пример —Теплопередача теплопроводностью при постоянной разности температур). Н. п. являются необратимыми процессами, связанными с производством энтропии.

 

Обратимый процесс (то есть равновесный) — термодинамический процесс, который может проходить как в прямом, так и в обратном направлении, проходя через одинаковые промежуточные состояния, причем система возвращается в исходное состояние без затрат энергии, и в окружающей среде не остается макроскопических изменений.

Обратимый процесс можно в любой момент заставить протекать в обратном направлении, изменив какую-либо независимую переменную на бесконечно малую величину.

Обратимые процессы дают наибольшую работу. Бо́льшую работу от системы вообще получить невозможно. Это придает обратимым процессам теоретическую важность. На практике обратимый процесс реализовать невозможно. Он протекает бесконечно медленно, и можно только приблизиться к нему.