ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Потеря полезной работы вследствие необратимости процесса из "Техническая термодинамика Издание 2 " При необратимом процессе, как мы уже знаем из предыдущего, совершае- мая системой работа будет всегда меньше работы того же процеоса, осуществляемого обратимым образом. [c.79] Основываясь на втором начале термодинамики, можно установить количественное соотношение между максимальной работой, Совершаемой системой в данных условиях при обратимом процессе, и действительной работой, производимой в тех же условиях при необратимом праведении процеоса. [c.79] Ввиду важности этого уравнения для различных технических приложений поясним его на следующем простом примере. [c.79] Переход тела из состояния 1 в состояние 2 при наличии только одного источника тепла (а именно тела температуры 2) состоит из адиабатического участка (1-3 при обратимом переходе и 1-3 при необратимом переходе) и изотермического участка 3—2 или 3 —2 (фиг. 4-2). Оба тела составляют в совокупности адиабатически изолированную систему, энтропия которой 3 равняется сумме энтропий 5 и 5 первого и второго тел. [c.80] Изменение энтропии этой системы в результате перехода первого тела из состояния 1 в состояние 2 будет равно Д5 = Д5 + Д5. [c.80] Полное изменение внутренней энергии тела и2 — при изменении состояния тела согласно первому началу термодинамики равняется разности полученного телом от окружающей среды тепла, равного —Т А8 ( где Д5 — приращение энтропии окружающей среды) и полной работы тела Ь = =р (У2 У1) + Ь, т. е. [c.81] Внешняя среда вместе с находящимся в ней телом представляет собой изолированную систему, энтропия которой 5 равняется сумме энтропий среды 5 и тела 5. Поэтому общее изменение энтропии всей системы в целом будет равно сумме изменений энтропий (Д5 -4-Д5) среды и тела. [c.81] Уравнение (4-3) сохраняет свою силу и для круговых процессов. [c.81] О2 — тепло, получаемое теплоприемником. [c.81] Чем больше приращение энтропии системы, т. е. чем больше степень необратимости процесса, телг меньше производимая системой работа. [c.82] Уравнение (4-3) представляет собой основное соотношение между действительной и максимальной полезной внешней работой, имеющее самое общее значение. С его помощью по известным конечным значениям энтропий всех участвующих в процессе тел может быть определена разность между максимальной или теоретически располагаемой, полезной работой и действительно произведенной адиабатически изолированной системой работой, т. е. потеря работы из-за необратимости процесса. [c.82] Уравнение (4-3) может служить основой для количественного термоди-намического анализа любого из действительных процессов, если только известны начальные и конечные состояния всех участвующих в процессе тел и внешние условия, в которых протекает процесс никакие другие данные, например относящиеся к кинетике процесса, не являются необходимыми. При помощи уравнения (4-3) можно также, используя опытные данные о протекании какого-либо конкретного процесса, рассчитывать другие, аналогичные ему процессы, так как именно это уравнение является основой для рационального введения всякого рода поправочных коэффициентов при расчете действительных процессов. [c.82] Уравнение (4-3) позволяет, далее, глубже раскрыть физический смысл энтропии. Из этого уравнения, в частности, видно, что изменение энтропии адиабатически изолированной системы равняется потере работы, поделенной на абсолютную температуру наименее нагретого тела системы, или, что то же самое, наибольшему значевию приведенного тепла, эквивалентного потерянг ной работе. [c.82] Энергия, как указывает Энгельс, никогдк не теряет способности превращаться из одно1[ формы в другую, и поэтому, Например, воз растание энтропии изолированной системы при необратимых процессах не означает, что энер тия системы деградирует и теряет свою спо собность к превращениям. [c.83] В природе наряду с рассеянием энерги всегда происходят обратные процессы, в ре зультате которых из рассеянной тепловой энергии возникают новые виды энергии, иа пример энергия электрических зарядов, энергия возбуждения и распада атомов и т. д. [c.83] Энгельс первый высказал мысль о том, что излученная звездами в мировое пространство материя, т. е. рассеянная энергия , должна вновь сконцентрироваться и дать начало новому круговороту матфИи. [c.83] Советские ученые — астрофизики — установили, каким образом происходит в природе эта концентрация материи. Межзвездная пыль, газы и другие формы материи под действием сил тяготения концентрируются в туманности масса которых может в несколько раз превышать массу Солнца. По мере сжатия этой туманности происходит увеличение температуры до нескгольких сот тысяч градусов, при которых начинаются ядерные реакции превращения легких элементов в более тяжелые, например водорода в гелий. Возникновение термоядерных реакций приводит к дальнейшему увеличению температуры и повышению светового давления изнутри туманности, которое продолжается до тех пор, пока не достигнет величины сил взаимного притяжения составных частей туманности, после чего первичная туманность распадается на миожество отдельных звезд. [c.83] Таков тот путь, яа котором осуществляется во Вселенной переход энергии гравитационных взаимодействий сначала в энергию теплового движения и затем в ядерную энергию, а из холодной рассеянной материи возникают новые звезды, процесс образования которых происходил во вса времена, продолжается в наше время и будет происходить вечно. [c.83] Вернуться к основной статье