Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Функции состояния и функции процесса. Энтропия. T-S диаграмма. ⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6
Величины, входящие в уравнения первого закона термодинамики подразделяются на две группы: - функции состояния - p, v, T, u, i; - функции процесса - q, l, l’. Изменение величин, являющихся функцией состояния рабочего тела, в конечном термодинамическом процессе 1-2 (рис. 2.10), определяется лишь начальным и конечным состоянием тела и не зависит от характера протекающего процесса. , , , , . В круговом процессе (цикле) 1-a-2-c-1 изменение этих величин будет равно нулю: . Соответственно dp, dv, dT, du и di будут являться полными дифференциалами. Величины работы расширения l, располагаемой работы l’ и теплоты q являются функциями процесса. Из рисунка 2.10 видно, что работа расширения, совершаемая рабочим телом при переходе из состояния 1 в состояние 2 по процессам a и b, не одинакова. Для кругового процесса 1-a-2-c-1 работа определится как l = la - lc. Математическими характеристиками для работы расширения, как функции процесса, будут выражения: , . Все сказанное в равной мере относится и к понятиям “располагаемая работа” и “теплота”. Соответственно величины d l, d l’ и d q не являются полными дифференциалами. Согласно первого закона термодинамики для любого элементарном процессе, протекающем в закрытой термодинамической системе с участием идеального газа, будет справедливо уравнение , d q не является полным дифференциалом. Однако, для данного случая, нетрудно подобрать интегрирующий множитель, обращающий уравнение в выражение полного дифференциала. Домножим обе части 2.8 на 1/Т: . (2.18) В 2.18 правая часть является полным дифференциалом, следовательно и левая часть тоже будет являться полным дифференциалом некоторой функции состояния, которую обозначим ds = d q / T: . (2.19) Для конечного процесса после интегрирования 2.19 примет вид: . (2.19(а)) Величина S [Дж/К] называется энтропией. По своему физическому смыслу она представляет собой функцию состояния и для 1 кг массы рабочего тела (s [Дж/кг ×К] - удельная энтропия) является параметром состояния: , . Т.к. понятие энтропии получено математически, то другого физического смысла оно не имеет.
Если для вывода уравнения изменения энтропии идеального газа в термодинамическом процессе воспользоваться математическим выражением первого закона термодинамики для открытой системы, то можно получить: , (2.20) . (2.20(а)) Абсолютное значение энтропии в технической термодинамике не определяется (интерес представляет разность энтропий в процессе). Однако можно условно принять за ноль (s=0) энтропию газа при p0=1 бар и t0=0 °С. В этом случае энтропия любого состояния газа может быть определена как: [Дж/кг×К], (2.21) где p - абсолютное давление в барах. Энтропия произвольной массы рабочего тела определится как: S = G × s [Дж/К].
В практике термодинамических исследований, наряду с p-v диаграммой, для изображения термодинамических процессов широко применяется T-s диаграмма рис. 2.11 Пусть имеется график обратимого процесса в p-v координатах (рис. 2.11а). Этот же процесс можно изобразить и в T-s диаграмме, Для чего температуру в характерных точках цикла можно определить из уравнения состояния идеального газа, энтропию в начальной точке процесса принять произвольно или по уравнению 2.21, а изменение энтропии в конечном процессе 1-2 определить из уравнения 2.19а или 2.20б (рис. 2.11(б)). Изменение энтропии рабочего тела в элементарном термодинамическом процессе a- b определится как: ds= d q / T Þ d q=T ds. Как видно из рисунка 2.11б, величине d q будет соответствовать площадь фигуры a-b-ds, а это значит, что на T-s диаграмме можно изображать графически теплоту процесса. Из-за этого свойства T-s диаграмму называют тепловой. Количество тепла, подведенное к газу в конечном процессе 1-2 определится интегрированием , на рисунке 2.11б ей будет соответствует площадь фигуры m-1-2-n. Важнейшим свойством T-s диаграммы является то, что на ней можно графически, в заданном масштабе, изобразить количество теплоты, подводимое или отводимое от рабочего тела в данном процессе.
Знак теплоты, изображаемой на T-s диаграмме будет соответствовать знаку изменения энтропии (, причем всегда T > 0): * при подводе теплоты к системе ds > 0 Þ d q > 0, * при отводе теплоты от системы ds < 0 Þ d q < 0. Энтропия в обратимых термодинамических процессах зависит от теплообмена системы с окружающей средой. Изменение энтропии показывает направление теплообмена. Если теплообмен отсутствует, то s=const.
|
||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 112; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.191.102.112 (0.005 с.) |