ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Необратимость и работа реальных процессов из "Современные методы термодинамического анализа энергетических становок " Рассмотрим практический смысл понятия необратимости. [c.36] Необратимое и невозвратное течение времени очевидно и понятно. Нам кажется неправдоподобным и невероятным возвращение детства, вчерашнего дня или прошедшего часа, ибо время оставляет в нас и вокруг нас неизгладимые изменения. Однако такого ощущения не оставляют механические явления механический процесс, протекающий без трения, обратим. При колебании идеального маятника (т. е. маятника, движущегося без трения) он периодически возвращается в одно и то же исходное положение, а его потенциальная и кинетическая энергии периодически полностью переходят друг в друга. Такое колебание не оставляет в природе неизгладимых изменений. [c.36] Если в каком-либо механическом процессе имеет место трение и, следовательно, появляется тепло, то такой процесс не является более чисто механическим. [c.36] Здесь нужно провести резкую грань между механическим движением и другими более сложными формами движения. На многих примерах можно показать, что не всяким формам движения присуща обратимость механического движения. Причину этого удобно объяснить на приведенном выше примере с обратным движением пленки кинофильма. [c.37] Обратный ход паровоза был нами принят как естественный, ибо прямой его ход не оставляет в природе неизгладимых изменений. Процесс дымообразовапия (горения) оставляет в природе следующие неизгладимые изменения при горении кислород введенного в топку воздуха химически соединяется с органической частью топлива, балласт топлива выделяется в золу и шлак, образуются продукты сгорания. Мы не в состоянии увидеть или представить себе, чтобы дым обратно распался на воздух и органическую часть топлива, которая бы вместе с золой и шлаком вновь превратилась в топливо, ранее введенное в топку паровоза. Следовательно, горение является типичным представителем необратимых процессов. [c.37] Возможность изготовления яичницы из сырого яйца и невозможность получения сырого яйца из яичницы является известной метафорой необратимых процессов. [c.37] Ранее указывалось, что обратимые процессы проходят через ряд равновесных состояний и что условием их осуществимости является наличие температурного равновесия и механического равновесия, ведущих к бесконечно малой скорости протекания процесса. Необратимые процессы соответственно называются неравновесными. Обычно полагают, что равновесными у них являются только начальные и конечные состояния, а все промежуточные состояния — неравновесны. [c.37] Рассмотрим иоведс1П1с энтропии изолированных систем в свете теории, созданной и подробно разработанной Р. Клаузиусом. [c.37] Поэтому при анализе целесообразно ограничивать систему рассматриваемых тел или, как говорят, изолировать рассматриваемую систему. [c.38] Изолированной называют систему конечных размеров, включающую только тела, в которых происходят какие-либо изменения, связанные с рассматриваемыми процессами, или не происходит никаких изменений. Так, например, теплосиловую установку можно рассматривать как изолированную систему, состоящую из горячего источника тепла, холодного источника тепла, рабочего тела и из механизмов, осуществляющих перевод тепла в механическую или электрическую энергию. [c.38] В данном случае термодинамическим изменениям состояния подвергаются только оба источника тепла и рабочее тело. Если по истечении каждого цикла рабочее тело возвращается к своему исходному состоянию, то в окончательном итоге оно не подвергается ка-ким-либо изменениям. В дальнейшем будем принимать, что в результате осуществления цикла рабочее тело всегда возвращается в свое исходное состояние. [c.38] Иными словами, цикл Карно не изменяет энтропии изолированной системы. [c.40] Уравнение (1-15) показывает, что энтропия есть параметр равновесного состояния и что изменение энтропии изолированной системы при протекании в ней обратимых процессов всегда равно нулю. [c.40] На рис. 1-10 условно изображен необратимый цикл, действующий между источниками тепла с постоянными температурами Ту и Гц. [c.40] Процессы, протекающие при отсутствии внутреннего равновесия теплоносителя, будут ниже изображаться в тепловых диаграммах волнистыми линиями, чтобы подчеркнуть, что промежуточные состояния теплоносителя в данном процессе нам неизвестны (мы условно принимаем суще-ствоваиие внутреннего равновесия лишь в начале п конце любого теплового процесса). [c.41] К реальным процессам, протекающим при наличии внутреннего равновесия теплоносителя, относятся процессы теплообмена с теплоносителем в котле, конденсаторе, теплообменниках и трубопроводах. [c.41] Вернуться к основной статье