Физический смысл энтропии и эксергия тепла

Среднеинтегральная температура. Изменение энтропии в необратимых процессах.

Понятие энтропии.

Цикл и теорема Карно

Ds=dq/T

Энтропия является функцией состояния, поэтому ее величина определяется параметрами состояния s=f (p,V,T).

В технической термодинамике используют лишь изменение энтропии в процессах, а не ее абсолютные значения.

Энтропия системы равна сумме энтропий отдельных подсистем или тел, входящих в систему.

16. Ts‑диаграмма идеального газа. Регенеративный цикл

Среднеинтегральной t процесса наз-ся отношение кол-тва сообщаемого газу тепла к приращению энтропии газа

Это определение сохраняется и для процессов, происходящих с отводом теплоты, при которых как тепло, так и изменение энтропии отрицательны. В этом случае среднеинтегральная t = отношению кол-тва отводимого от газа тепла к уменьшению энтропии газа.

Понятие о среднеинтегральной t широко используется при сравнении эф-сти различных термодинамических циклов.

Необратимые – это такие процессы, для которых обратный переход через те же самые промежуточные состояния невозможен; обратимые – такие процессы, для которых этот переход возможен.

Все реальные процессы неравновесны и необратимы. Степень их необратимости, определяемая степенью перепадов t и давления по V системы, м. б. весьма различной.

Величиной, определяющей, в каком направлении идут процессы в данной сис-е, является энтропия. Энтропией тела называется величина S такая, что ее изменение dS в обратимом процессе равно элементарному количеству δQ теплоты, сообщенной телу, деленному на его абсолютную температуру T

Можно показать, что энтропия является фун-ей состояния системы, т. е. ее значение в данном состоянии не зависит от способа перехода системы в это состояние (другими словами, не зависит от «предыстории» системы). Понятие энтропии лежит в основе второго начала термодинамики, которое утверждает, что в адиабатически изолированной системе энтропия не может уменьшаться

Знак равенства относится к обратимым процессам. Соотношение выражает фундаментальный закон природы – закон возрастания энтропии.

С физической точки зрения энтропия является количественной мерой хаотичности, беспорядочности теплового движения. Увеличение энтропии соответствует уменьшению упорядоченности в расположении микрочастиц и в распределении энергии между ними. Энтропия обладает всеми свойствами координаты термодинамического состояния. При наличии теплового воздействия энтропия постоянно меняется, а при отсутствии теплообмена остается постоянной. Количество термического воздействия, т.е. количество теплоты dQ в элементарном равновесном термодинамическом процессе пропорционально изменению энтропии, а множителем пропорциональности служит термодинамическая температура Т. Эту зависимость можно представить в виде формулы:

где энтропия S выражается в Дж/к.

Эксергией называется максимальное количество располагаемой работы, которое может быть получено от рабочего тела в проточной системе в результате перехода рабочего тела в состояние равновесия с окружающей средой при условии, что окружающая среда является единственным источником или приемником теплоты.

Эксергия теплоты характеризует превращение теплоты в работу в цикле, поэтому для её выражения не используют параметры состояния рабочего тела, совершающего цикл, а сама энергия теплоты не является функцией состояния. Функция работоспособности теплоты (эксергии теплоты) выглядит следующим образом:

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 76; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!