ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Энтропия из "Техническая термодинамика Изд.3 " Перейдем теперь к рассмотрению некоторых важных свойств обратимых циклов. [c.77] Следует напомнить, что выбор знака для тепла Q условен так, в прямом цикле, результатом совершения которого является произведенная работа, по отношению к рабочему телу тепло должно иметь знак минус (тепло отводится от рабочего тела), а в отношении холодного источника тепла — знак плюс (тепло передается холодному источнику). [c.78] Интеграл уравнения (3-114) носит название интеграла Клаузиуса. Уравнение (3-114) показывает, что для любого обратимого цикла интеграл Клаузиуса равен нулю. [c.79] Таким образом, подынтегральная функция S, подобно внутренней энергии и энтальпии, является функцией состояния — ее значение однозначно определяется параметрами состояния. Напомним также, что, как отмечено в 2-4, дифференциал функции состояния является полным дифференциалом. [c.79] Теплота (так же как и работа является функцией процесса — количество тепла, подведенного к системе (или отведенного от нее) в процессе, осуществляемом между двумя произвольными состояниями, зависит от того, по какому пути осуществляется этот процесс. Как и у всякой функции процесса, дифференциал количества тепла dQ не является полным дифференциалом . С другой стороны, из сказанного следует, что этот же дифференциал dQ, будучи умножен на величину 1/Г, превращается в полный дифференциал dS= =d 3/7 . Таким образом, величина 1/Г является интегрирующим множителем для дифференциала количества тепла (напомним, что в математике интегрирующим множителем называется такая функция jx, при умножении на которую величина dX, не являющаяся полным дифференциалом, обратится в полный дифференциал dy=fjL(iX в математике показывается, что в случае двух переменных для любого выражения, не являющегося полным диф фвренциалом, всегда может быть найден интегрирующий множитель). [c.79] Введенная Клаузиусом функция S носит название э н т р о п и и . [c.79] Методы вычисления энтропии вещества с помощью других термических величин подробно рассмотрены в гл. 4 и 6. [c.80] Как видно из определения энтропии [уравнение (3-115)], энтропия имеет размерность единицы тепла, деленной на единицу температуры. Наиболее употребительные единицы измерения энтропии — Дж/К, ккал/К. [c.80] Единицы измерения удельной энтропии — Дж/(кг-К), кДж/(кг-К), ккал/(кг-К) и т. д. Таким образом, размерность энтропии совпадает с размерностью теплоемкости. Нуль отсчета энтропии для чистого вещества и для смеси веществ, не вступающих между собой в химическую реакцию, может быть выбран произвольно, подобно тому как произвольно выбирается нуль отсчета внутренней энергии при рассмотрении различных термодинамических процессов нас будет интересовать изменение энтропии в этих процессах, т. е. разность энтропий в точках начала и конца процесса, которая, естественно, никак не зависит от выбора начала отсчета энтропии. [c.80] Из соотношения (3-115) видно, что энтропия системы в различных обратимых процессах может и возрастать, и убывать поскольку величина температуры Т всегда положительна, то из (3-115) следует, что при подводе тепла к системе (dQ 0) ее энтропия возрастает dS 0), а при отводе тепла dQ 0) — убывает dS 0). [c.80] Следует особо подчеркнуть одно важное обстоятельство. Понятие об энтропии введено на основе рассмотрения обратимых циклов. Казалось бы, это лишает нас возможности использовать понятие энтропии при анализе необратимых процессов. Но следует помнить, что энтропия является функцией состояния и, следовательно, изменение ее в каком-либо процессе определяется только исходным и конечным состояниями. [c.81] Очевидно, что в Г, 5-диаграмме количество тепла, полученного (отданного) системой в обратимом процессе, изображается площадью под кривой процесса. На рис. 3-14 в Т, 5-диаграмме изображен обратимый цикл теплового двигателя. Количество тепла ( i, подведенного к рабочему телу в цикле, изображается площадью под кривой AB , а количество тепла Q , отведенного от рабочего тела, — площадью под кривой D А. Работа, произведенная рабочим телом в цикле, L, =Q —Q изображается площадью, ограниченной замкнутой кривой AB DA. [c.81] Очевидно, что изотермический процесс в Г,5-диаграмме изображается горизонтальной прямой. [c.82] Поэтому обратимые адиабатные процессы называются также изоэнтропными, а кривая этого процесса — изоэнтропой, изображаемой в 7 ,5-диаграмме вертикальной прямой. [c.82] Применение 7 ,5-диаграммы позволяет легко доказать снраведливоств следующего утверждения термический к. п. д. любого обратимого цикла, осуществляемого при числе источников тепла больше двух, меньше термического к. п. д. обратимого цикла Карно, осуществляемого между заданными предельными температурами. [c.83] Сравним произвольный обратимый цикл I с циклом Карно II, протекающим в крайнем температурном интервале цикла I (рис. 3-16). [c.83] Таким образом, в заданном температурном интервале обратимый цикл Карно имеет термический к. п. д. более высокий, чем любой другой обратимый цикл. Следовательно, обратимый цикл Карно является своего рода эталоном, по сравнению с которым можно определять степень эффективности того или иного цикла, осуществляемого в том же, что и цикл Карно, интервале температур. В этом и заключается особое значение цикла Карно, выделяющее его среди любых других циклов тепловых двигателей. [c.83] Перейдем к анализу еще одной важной разновидности циклов тепловых двигателей. Рассмотрим изображенный в Г,5-диаграмме на рис. 3-17 обратимый цикл, состоящий из двух изотерм и двух произвольных эквидистантных кривых. [c.84] Кривые 4-1 и 2-3 эквидистантны, и для осуществления обратимых процессов, соответствующих этим кривым, необходимо иметь бесконечно большое количество источников тепла. [c.84] Следовательно, любой обратимый цикл, осуществляемый между двумя источниками тепла (т. е. цикл с полной регенерацией), имеет термический к. п. д., равный термическому к. п. д. обратимого цикла Карно, осуществляемого в том же интервале температур. [c.84] Вернуться к основной статье