Proceso cuasiestático

En termodinámica, un proceso cuasiestático, también conocido como proceso de cuasi-equilibrio (del latín quasi, que significa 'como si '), 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 hidrógeno y oxígeno gaseoso, donde el volumen del sistema cambia tan lentamente que la presión permanece uniforme en todo el sistema en cada instante del proceso. Un proceso tan idealizado es una sucesión de estados de equilibrio físico, caracterizados por una lentitud infinita.

Sólo en un proceso termodinámico cuasiestático podemos definir exactamente cantidades intensivas (como presión, temperatura, volumen específico, entropía específica) del sistema en cada instante durante todo el proceso; de lo contrario, dado que no se establece ningún equilibrio interno, diferentes partes del sistema tendrían diferentes valores de estas cantidades, por lo que un solo valor por cantidad puede no ser suficiente para representar todo el sistema. En otras palabras, cuando una ecuación para un cambio en una función de estado contiene P o T, implica un proceso cuasiestático.

Relación con el proceso reversible

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, que son características definitorias de un proceso reversible. Por ejemplo, la compresión casi estática de un sistema por un pistón sujeto a fricción es irreversible; aunque el sistema está siempre 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 lenta de calor entre dos cuerpos a dos temperaturas finitamente diferentes, donde la tasa de transferencia de calor está controlada por una partición poco conductora entre los dos cuerpos. En este caso, por muy lento que sea el proceso, el estado del sistema compuesto formado por dos cuerpos está lejos del equilibrio, ya que el equilibrio térmico de este sistema compuesto requiere que los dos cuerpos estén a la misma temperatura. Sin embargo, el cambio de entropía de cada cuerpo se puede calcular utilizando la igualdad de Clausius para la transferencia de calor reversible.

Trabajo fotovoltaico en diversos procesos cuasiestáticos

1. Presión constante: procesos Isobéricos,
   $${displaystyle W_{1-2=int P,dV=P(V_{2}-V_{1}$$

   
2. Volumen constante: Procesos isocópicos,
   $${displaystyle W_{1-2}=int PdV=0$$

   
3. Temperatura constante: Procesos isotérmicos,
   $${displaystyle W_{1-2=int P,dV,}$$

   
   Donde P (presión) varía con V (volumen) via ${displaystyle PV=P_{1}V_{1}=C}$, entonces
   $${displaystyle ¿Qué? {V_{2} {V_{1}}}$$

   
4. Procesos politrópicos,
   $${displaystyle W_{1-2}={frac {fn} {fn}}$$