「準静的過程」の版間の差分
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Shoji Yamauchi (会話 | 投稿記録) 熱平衡を熱力学的平衡に訂正、可逆過程との関係を追加 |
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'''準静的過程'''（じゅんせいてきかてい、{{lang-en-short|quasistatic process}}）とは、[[系 (自然科学)|系]]が[[熱力学的平衡]]の状態を保ったまま
== 原理 ==
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ここで {{mvar|n}} は[[物質量]]、{{mvar|R}} は[[気体定数]]である。
これらの式が成り立つのは気体が平衡([[熱力学的平衡]])の状態にあるときに限られる<ref>[[#芦田(2008)|芦田(2008)]] pp.12-13</ref>。
物体(系)の温度や圧力など
[[熱力学的平衡]]には、力学的平衡、熱平衡、化学的平衡が含まれる。
したがって、系全体の圧力が均一な状態(力学的平衡)が保持できる程度にゆっくりと行われる膨張・圧縮や、系内に温度不均一が生じない(熱平衡)程度にゆっくりと行われる加熱・冷却
は準静的変化と見なすことができる。
また、系内で[[化学変化]]または[[成分]]物質の[[物質移動]]が生じる場合は、
([[化学量論]]的関係を含めた)各成分の[[化学ポテンシャル]]が均一な状態(化学平衡)を保持できる程度にゆっくりと生じる変化は、準静的過程であると見なすことができる
<ref>[[#Zemansky(1957)|Zemansky(1957)]] pp.52-53</ref>。
ある状態変化において、
# 準静的過程であること、
# [[粘性]]、[[摩擦]]、[[弾性|非弾性]]、[[電気抵抗]]、[[ヒステリシス#磁力のヒステリシス|磁気ヒステリシス]]、等によるエネルギーの[[散逸]]が生じないこと。
が満たされれば、この変化は[[可逆#熱力学的な意味|可逆過程]]となる
<ref>[[#Zemansky(1957)|Zemansky(1957)]] pp.196-197</ref>。
ただし文献によって用語の定義に相違や曖昧さがあり、
可逆過程と準静的過程を同義に使う文献<ref>[[#原島(1978)|原島(1978)]] pp.32-34</ref>もある。
== 仕事と準静的過程 ==
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しかし、この式もつねに成り立つとは限らない<ref>[[#キャレン(1998)|キャレン(1998)]] p.130</ref><ref>[[#白井(2011)|白井(2011)]] p.76</ref>。なぜなら、ピストンを引いている最中、シリンダー内の圧力 {{mvar|p}} は徐々に減少するが、ピストンを引く速度が速い場合、すなわちピストンを勢いよく引いた場合は、シリンダー内の圧力はどこでも同じでなく、場所によって多少のムラが出てしまうからである。その場合は、ピストン移動中の圧力が定まらず、結果として仕事を上述の式で表すことはできない<ref name="Callen26">[[#キャレン(1998)|キャレン(1998)]] p.26</ref>。
この式が成り立つのは、ピストンを引いている間、気体がつねに
== 準静的過程の成り立つ条件 ==
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|isbn=978-4-274-06742-6
|ref=芦田(2008)}}
* {{Cite book|洋書
|author=Mark J. Zemansky
|year=1957
|title=Heat and Thermodynamics (5'th ed.)
|publisher=McGraw-Hill
|isbn=
|ref=Zemansky(1957)}}
* {{Cite book|和書
|author=[[原島鮮]]
|year=1978
|title=熱力学・統計力学 (改訂版)
|publisher=培風館
|isbn=4-563-02139-3
|ref=原島(1978)}}
* {{Cite book|和書
|author=カルノー
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