Тепло . Необратимые процессы

Введение понятия энтропии позволяет дать следующую чрезвычайно важную формулировку второго начала термодинамики. Можно найти такую функцию параметров, определяющих систему, что изменение этой функции, называемой энтропией, в обратимых процессах равно для каждого малого участка процесса отношению количества полученной системой теплоты к абсолютной температуре источника этого тепла. Для необратимых процессов это отношение меньше изменения энтропии. [c.37]

Полученное выражение нужно понимать следующим образом. Если необратимый процесс протекает между теми же двумя состояниями, что и обратимый, то изменение энтропии у обоих процессов будет одинаково, так как энтропия — параметр состояния сумма количеств подведенного тепла, деленных на абсолютную температуру источника тепла, у необратимого процесса будет меньше, чем у обратимого. Напротив, если в таких двух процессах, обратимом и необратимом, количества тепла равны, так же как и температуры источников тепла, то при одном и том же начальном состоянии конечные состояния окажутся разными, а именно, значение энтропии конечного состояния у необратимого процесса будет больше, чем у обратимого. Так, для обратимого адиабатического процесса [c.48]

Конечная скорость протекания необратимого процесса всегда связана с дополнительной затратой энергии на преодоление сил трения. Следовательно, наличие трения является признаком необратимости процесса. Необратимыми процессами являются также процессы, протекающие при конечной разности температур между рабочим телом н источниками тепла, процессы диффузии, процесс расширения в пустоту и ряд других. [c.61]

Одним из важнейших применений линейной термодинамики необратимых процессов является построение теории термоэлектрических явлений, которые всегда связаны с необратимым переносом тепла. Экспериментально известны три термоэлектрических явления в изотропных телах. [c.22]

Для обратного протекания процесса необходима затрата извне некоторого количества энергии. Ряд простых примеров подтверждает эти выводы. Газ всегда вытекает из резервуара в окружающее пространство, если в этом пространстве давление ниже, чем в резервуаре. Для подачи газа в резервуар необходимо использовать компрессоры, потребляющие извне механическую работу. Теплота может переходить только от горячего тела к холодному, но для обратного направления теплового потока необходимо применение холодильных машин, которые, получая извне механическую работу, заставляют теплоту перетекать от холодного тела к теплому. Из этих примеров видно, что обратное направление любого действительного (необратимого) процесса возможно только при условии подведения к системе, в которой происходит этот процесс, дополнительного количества энергии извне. [c.50]

Поэтому такие процессы получили название необратимых процессов. Тоже произойдет, если процесс будет протекать с конечной разностью температур между температурой источника тепла и температурой газа. [c.54]

Всю Вселенную можно рассматривать как изолированную систему. Тепловые процессы, происходящие в ней, как, например, переход тепла от тел с высокой температурой к телам с низкой температурой, — необратимые процессы. Такие процессы сопровождаются сглаживанием температур и ростом энтропии Вселенной. Отсюда рост энтропии, являющийся следствием необратимости происходящих тепловых процессов, есть мера обесценения энергии, или, как говорят, мера ее деградации. Своего максимума энтропия достигнет тогда, когда все температуры сравняются. Тогда, по Клаузиусу, кончится всякая жизнь. Наступит тепловая смерть Вселенной. Этот вывод Клаузиуса, очевидно, приводит к представлению не только о конце , но и о начале или сотворении , мира. [c.102]

На рис. 4-34 показана 7 з-диаграмма идеального бинарного цикла с плазменным генератором. Как видно, в нем будут значительные потери на необратимость, связанные с передачей тепла от отходящих из плазменного генератора продуктов сгорания к водяному пару. Для лучшего совпадения кривых отдачи тепла продуктами горения (процесс 1-4) и получения тепла водяным паром (процесс 5-6) параметры последнего берут сверхкритическими. И, кроме того, так как теплоемкости этих рабочих тел значительно [c.198]

Преимущество парогазового цикла заключается еще в том, что регенеративный подогрев питательной воды, осуществляемый в автономном паровом цикле отборным паром из турбины, может быть выполнен в парогазовом цикле газами, отходящими из газовой турбины, чем необратимый процесс отдачи тепла газами холодному источнику в автономном газовом цикле превращается в парогазовом цикле в обратимый процесс, а освобождающийся отборный пар, участвуя в обратимом адиабатном процессе, используется для совершения полезной работы. [c.200]

В отличие от обратимых процессов при анализе необратимых процессов по известному аналитическому выражению одной из характеристических функций тела или уравнению состояния данного тела и зависимости для теплоемкости v или Ср могут быть определены не сама произведенная работа L или L и поглощенное тепло Q, а лишь разность L—или и— Q, равная согласно (2-8) и (2-9) убыли энтальпии или внутренней энергии тела. Только если Q или L равняются нулю, как это имеет место в адиабатическом и предельно необратимом процессах, отсюда может быть найдено также значение L или Q. В самом общем случае для раздельного определения Q и L или L нужно знать характеристические функции как самого тела, так и окружающей среды и их изменение в рассматриваемом необратимом процессе. [c.152]

Если процесс адиабатического расширения газа отклоняется от обратимого, то производимая газом полезная внешняя работа уменьшается на величину работы сил трения, которая превращается в тепло и идет на нагревание газа. Соответственно этому охлаждение газа уменьшается. С увеличением степени необратимости процесс адиабатического расширения приближается к адиабатическому дросселированию и as—>ai. [c.171]

Вследствие необратимости процесса энтропия всей системы (т. е. тела и источников тепла, в число которых следует включить и окружающую среду) увеличится на положительную величину ds, определяемую равенством [c.335]

Благодаря этому действительное уменьшение полезной работы всей установки из-за необратимости процесса в /-м элементе меньше потери работы в этом элементе на величину работоспособности тепла и [c.349]

Термический к. п. д. теоретического цикла зависит, как это видно из уравнения (9-20), от степени необратимости процессов подвода п отвода тепла, приводящих к наиболее значительным потерям работоспособности в реальных тепловых двигателях. Благодаря этому термический к. п. д. позволяет судить, хотя и не в полной мере, о сравнительной эффективности различных тепловых двигателей или теплосиловых установок. [c.351]

Конечная точка Ь линии подвода тепла определяется из условия равенства отданного теплоотдатчиком и полученного рабочим телом тепла, т. е. из условия равенства площадей, заключенных под линией охлаждения теплоотдатчика и линией нагревания рабочего тела. Для удобства расчетов целесообразно располагать линии охлаждения тепло-отдатчика и нагревания рабочего тела так, чтобы начальные точки их лежали на одной вертикали тогда разность абсцисс конечных точек этих линий даст согласно 9-3 прирост энтропии системы из-за необратимости процесса теплообмена. [c.356]

Выражение (10-4 ) является частным случаем (10-4). Все величины в нем — теоретические, т. е. относящиеся к обратимому процессу сжатия, тогда как значения / д, /ад и представляют собой работу сжатия, энтальпию в конце процесса и отведенное тепло в действительном, необратимом процессе. [c.360]

Действительный процесс отвода тепла в цикле газотурбинной установки является внешне-необратимым процессом, так как между выхлопными газами, отдающими тепло, и окружающей средой, воспринимающей его, имеется конечная разность температур. [c.398]

Как уже указывалось в гл. 9, преимущество циклов с регенерацией тепла состоит в уменьшении внешней необратимости процесса подвода тепла к рабочему телу за счет частичного исключения прямого теплообмена между теплоотдатчиком и рабочим телом и замены его практически почти обратимым регенеративным подогревом рабочего тела. [c.451]

Из рис. 15-4 следует, что внешнюю необратимость воздушного холодильного цикла можно понизить (и, следовательно, повысить холодильный коэффициент цикла), уменьшив при заданных температурах источников тепла температуру конца процесса адиабатического сжатия Гг, т. е. понизив степень увеличения давления в компрессоре. [c.474]

Внешняя необратимость действительного цикла воздушной холодильной машины может быть несколько уменьшена путем применения регенерации тепла, а действительный холодильный коэффициент может быть приближен к значению холодильного коэффициента обратного цикла Карно и притом тем сильнее, чем меньше внутренняя необратимость процессов в цикле. [c.476]

Вследствие необратимости процессов в реальной машине действительный коэффициент использования тепла окажется значительно меньшим. [c.487]

Как уже неоднократно отмечалось, процесс передачи тепла от одного тела к другому при конечной разности температур между ними является типичным необратимым процессом, сопровождающимся потерей работоспособности. [c.488]

В первом приближении для определения работы адиабатного сжатия реаль-но1 о газа можно пользоваться формулой (8.5). Потери энергии в результате необратимых процессов трения (механического и в газовых потоках), тепло- и массообмена, утечек и другие учитывают изотермным КПД Т1 з для охлаждаемых компрессорных машин и адиабатным Цад для неохлаждаемых. [c.294]

Уравнение притока тепла и уравнение второго закона термодинамики с учетом необратимости процесса пластического деформирования можно записать в виде (см. 2, 5, 6 гл. V т. 1) [c.440]

Эти соотношения позволяют найти величину всех трех термоэлектрических эффектов, если известен хотя бы один и если 5 или р, известны в небольшом интервале температур вблизи Т. Применяемые на практике методы определения 5, р и П изложены в работах Бернара [3] и Блатта [12]. При выводе приведенных выше соотношений Томсон полагал, что такие обратимые процессы, как эффекты Пельтье и Томсона, можно рассматривать вне зависимости от происходящих одновременно необратимых явлений теплопроводности и выделения джоулева тепла. Наличие необратимых процессов делает сомнительным применение второго начала термодинамики в обратимой форме, однако Томсон получил правильный результат. Общая теория, рассматривавшая одновременно обратимые и необратимые процессы, была развита в 1931 г. Онсагером [47, 48]. Ее основы изложены Бернаром [3]. [c.271]

Располагаемая работа при течении газа может быть получена за счет внешнего тепла и уменьиления энтальпии газа. Это уравнение справедливо как для обратимых, так и для необратимых процессов течения газа с трением. [c.201]

В качестве примера рассмотрим выравнивание температуры двух кусков металла, соединенных плохим теплопроводником. Здесь только состояние теплопроводящей перемычки будет заведомо неравновесным, поскольку разные ее концы будут иметь разную температуру. Перемычка потому и проводит тепло плохо, что скорость установления в ней термодинамического равновесия очень мала. Что же касается кусков металла, то, если точность измерений такова, что их можно все время считать однородно нагретыми, с той же точностью этот необратимый процесс будет для них равновесным. Тогда для вычисления различных макроскопических величин, характеризующих тело, можно использовать формулы, относящиеся к равновесному случаю. Однако если мы захотим—экспериментально и теоретически — исследовать как раз распределение температуры по металлу, мы должны будем—экспериментально—повысить точность измерений, а теоретически — перестать считать процесс равновесным. [c.101]

В цикле рассмотренной выше идеализированной компрессионно холоди.чь-ной машины влажного сжатия дросселирование, иоказанное линией de на фиг. 18, является необратимым процессом и должно, следовательно, уменьшить холодильный коэффициент такого цикла по сравнению с холодильным коэффициентом обратимого цикла, работающего в том же интервале температур. В цикле холодильной машины тепло поглош,аемое в испарителе при постоянной температуре равно [c.25]

Диагональные элементы матрицы кинетических коэффициентов L(aII, Lii характеризуют влияние силы У, на поток /, неди-агональные элементы L, 1фк) описывают влияние силы У на поток Отличие недиагональных элементов матрицы кинетических коэффициентов L, от нуля обусловлено взаимодействием различных необратимых процессов например, взаимосвязь процессов переноса массы (диффузия) и тепла (теплопроводность) [c.192]

Следовательно, при изобарическом процессе полученное телом тепло (т. е. тепловой эффект данного изобарического троцесса Qp) равняется изменению энтальпии тела. При тех же условиях, которые были высказаны относительно уравнения (2-33), этот вывод справедлив как для обратимых, так и для необратимых процессов. Уравнение изобарического процесса имеет вид [c.46]

Ответ на вопрос о направлении, в котором действительно происходит переход тепла между двумя телами и в других более СЛОЖНЫХ случаях, дает второе начало термодинамики, согласно которому тепло само собой переходит лишь от тела с более высокой те мш ер ату р о й те л у с б о л ее н и з ко й температурой, но никогда наоборот некомпенсированный переход тепла от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой невозможен. Из этого утверждения, которое представляет собой одну из формулировок второго начала термодинамики, следует, что никакими способами невозможно заставить тепло перейти от менее нагретого тела к более нагретому так, чтобы другие участвующие в процессе тела по окончании процесса возвратились к своему первоначальному состоянию, т. е. без того, чтобы у окружающих тел появились какие-то остаточные или компенсационные изменения (например, без затраты работы или осуществления какого-либо другого, эквивалентного по возможности произвести полезную внешнюю работу, процесса). Наоборот, от более нагретого тела к менее нагретому тепло может переходить самой собой, т. е. если даже в этом процессе и участвуют какие-либо другие тела, то по окончании процесса эти тела могут возвратиться В свое ИСХОДНО0 состояние. Это оэначабт, что, в частности, процесс теплообмена при конечной разности температур представляет собой строго односторонний необратимый процесс. [c.56]

Следствие 1. При круговом изотермическом процессе, совершаемом системой обратимым образом, общее количество тепла Q, полученного системой, и произведенная ею работа U (и L) равняются нулю в случае необратимого процесса Q<0 и L<0. Чтобы убедиться в правильности этого утверждения, рассмотрим круговой изотермический процесс изменения состояния какой-либо термически однородной системы, в которой поддержание постоянной температуры осуществляется с помощью единственного источника тепла. Так как согласно первому началу работа системы при круговом иооцессе L = = dL равна количеству полученного ею тепла Q= dQ, то если [c.57]

Работа, производимая тепловым двигателем за один цикл, по своей абсолютной величине согласно первому началу термодинамики [см. уравнения (2-6) и (2-7)] будет независимо от того, обратимы или необратимы процессы в двигателе, равна разности между абсолютным значением количества тепла Qil, отданного рабочему телу теплоотдатчи-ком, и абсолютным значением количества тепла IQ2I, полученного от рабочего тела теплоприемника, т. е. [c.60]

Потеря полезной внешней работы А1 не является исчерпывающей термодинамической характеристикой необратимого процесса. Это ясно хотя бы из того, что, например, в рассматриваемом случае некоторая доля количества тепла может быть снова превращена в полезную внешнюю работу (поскольку температура на участке 2 —2, где выделяется это тепло, выше температуры окружающей среды Т ) и поэтому действительная потеря полезной внешлей работы будет меньше величины А1. [c.156]

Однако это не совсем так. Дело в том, что при необратимом протекании процесса участвующие в процессе внешние источники тепла большей температуры, т. е. теплоотдатчики, отдают телу меньшее количество тепла, а источники тепла меньшей температуры, т. е. теплоприемники, получают от тела большее количество тепла по сравнению с тем же самьпи процессом, когда он осуществляется обратимо, так что в результате необратимого процесса не только имеет место уменьшение или потеря полезной внешней работы, но и появляется также некоторое избыточное, т. е. не перешедшее в полезную работу, тепло. Это избыточное тепло состоит или из неиспользованного тепла теплоотдающих источников или избытка тепла, полученного от тела теплопринимающими источниками, или из того и другого вместе. [c.336]

Таким образом, дt й твитeльнoй те рмодинамической характеристикой, определяющей использование энергии и, в частности, превращение тепла в работу при необратимом процессе, а следовательно, и степень необратимости процесса, является величина потери работоспособности Т А , равная произведению температуры окружающей среды на увеличение энтропии всей системы при необратимом процессе. [c.337]

На рис. 9-10 процессы подвода и отвода тепла изображены сплошными линиями аЬ и d, поскольку эти процессы я вляются внешне необратимыми остальные необратимые процессы цикла обозначены пунктиром. Предположим, как это мы уже сделали ранее, что в циклах abed и AB D к рабочему телу подводится одно и то же количество тепла qi, т. е. [c.342]

Вредное влияние необратимости процесса подвода тепла в цикле может быть уменьшено путем регенеративного подогрева рабочего тела. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим тепловой двигатель, в котором температура теплоотдатчика меняется в процессе подвода тепла. Пусть внешне необратимый цикл этого двигателя есть abed (рис. 9-14). Отвод тепла от теплоотдатчика происходит по линии АВ (от точки А до точки В), которая располагается тем положе, чем больше теплоемкость теплоотдатчика подвод тепла к рабочему телу осуществляется по линии dab. [c.351]

Епо1—сумма эксергетических потерь, вызванных необратимостью процесса и потерями массы и тепла. [c.60]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...