Изменение энтропии в различных процессах

Энтропия. Ее физический смысл и свойства

1850г - немецкий ученый Клаузиус ввел понятие энтропии.

Энтропия есть мера диградации энергии, мера рассеяния энергии.

Тепловая энергия – наименее качественная (рассеянная) энергия.

Высокопотенциальная энергия – это качественная тепловая энергия, (она превращается в другую энергию).

Энергия солнца – высокопотенциальная энергия.

Увеличение энтропии термодинамической системы в элементарном обратимом процессе.

,

где теплота, передаваемая термодинамической системе.

температура.

Приращение энергии в конечном обратимом процессе.

Энтропия изолированной системы не изменяется, когда в системе протекают обратимые процессы.

Энтропия возрастает, когда в системе протекают необратимые процессы.

Переход термодинамической системы от неравновесного состояния к равновесному, сопровождается ростом энтропии.

В равновесном состоянии энтропия достигает максимума.

Энтропия сложной системы равна сумме энтропий компонентов.

1. изохорный процесс

2. изобарный процесс

3. изотермический процесс

4. адиабатный обратимый процесс

5. политропный процесс

Изменение энтропии идеального газа:

Нетрудно представить (выразить) изменение энтропии газа через другие основные параметры состояния:

значения параметров в начале процесса.

значения параметров в конце процесса.

Если условно принять уровень отсчета на котором энтропия равна нулю, то, пользуясь формулами можно вычислить абсолютную энтропию в любом состоянии термодинамической системы. За уровень отсчета обычно принимают нормальные условия.

Энтропия является функцией состояния.

диаграмма

Круговые термодинамические процессы (циклы)

При однократном расширении рабочего тела можно выполнить органическую работу. Для повторного расширения рабочее тело нужно вернуть к исходному состоянию (сжать).

При многократном расширении и сжатии, то есть совершении кругового термодинамического процесса можно получить любое количество работы.

Необходимые условия работы тепловой машины:

· наличие рабочего тела.

· Наличие теплоисточника и теплоприемника.

· Цикличность работы.

Изображение цикла в координатах:

расширение рабочего тела с теплоподводом

сжатие рабочего тела с теплоотводом

При расширении - совершается работа расширения.

При сжатии – затрачивается работа или расходуется энергия.

в прямом цикле работа положительна.

По прямому циклу работают двигатели.

Прямой цикл идет по часовой стрелке.

В результате полного цикла после возвращения системы к исходному состоянию, все параметры, включая внутреннюю энергию, примут первоначальные значения. Поэтому, на основании первого закона термодинамики работа цикла равна теплоте переданной рабочему телу.

работа цикла.

Термодинамическая характеристика- это термический КПД равный отношения полезной работы к подведенной теплоте:

Изобразим обратный цикл в координатах:

График процесса расширения ниже графика процесса сжатия.

По обратному циклу работают компрессионные установки, холодильные установки.

Основная термодинамическая характеристика – холодильный коэффициент:

Дата добавления: 2013-12-13