Termodynamik - varför måste man kunna redogöra för hur en tänkt process ska äga rum?
Halloj!
Jag har en fråga som berör termodynamiken och specifikt kvasistatiska processer. För att beräkna skillnader i tillståndsfunktioner kan vi utnyttja tänkta, kvasistatiska processer, vilka tillåter oss att använda differentiella samband som exempelvis eller . Kvasistatisk definieras alltså här som en process där systemet som transformeras är i termdynamisk jämvikt under varje punkt i processen.
Jag har deltagit i en del diskussioner online där andra deltagare har menat att man inte bara kan föreställa sig att en process är kvasistatisk, utan att man tydligen också måste kunna beskriva hur en sådan process skulle kunna approximeras i verkligheten. Detta har jag svårt att begripa. Nedan följer ett exempel.
Låt säga att vi har två kroppar i termisk kontakt som initialt har olika temperaturer, och och att vi vill studera värmeflödet mellan dessa till den gemensamma jämviktstemperaturen . Vi vet att värmeflödet mellan dessa kroppar inte kommer vara ens i närheten av kvasistatiskt i verkligheten. Enligt vissa jag har diskuterat med är det därför otillåtet att ens föreställa sig att värmeutbytet sker kvasistatiskt, så att systemen i varje del av processen är i jämvikt och vi kan använda relationerna samt . Trots att detta tydligen inte är "tillåtet" ger det ändå rätt sammansatta entropiförändring, nämligen
I specialfallet då värmekapaciteterna och är oberoende av systemens temperaturer får vi alltså resultatet:
Detta är alltså den korrekta entropiförändringen för hela processen, som vi kom fram till genom att föreställa oss en inherent omöjlig, kvasistatisk väg.
Vad är problemet med att göra detta? Jag har mött en del motstånd när jag har föreslagit att man kan anta kvasistatiska förlopp utan att redogöra för hur man skulle kunna approximera processen i verkligheten, trots att det (alltid?) ger rätt svar. Har någon något exempel på en situation då detta inte går?