În acest articol vom lua în considerare procesele termodinamice. Să facem cunoștință cu varietățile și caracteristicile calitative ale acestora și să studiem, de asemenea, fenomenul proceselor circulare care au aceiași parametri la punctele inițiale și finale.
Introducere
Procesele termodinamice sunt fenomene în care are loc o modificare macroscopică a termodinamicii întregului sistem. Prezența unei diferențe între starea inițială și cea finală se numește proces elementar, dar este necesar ca această diferență să fie infinit de mică. Zona spațiului în care are loc acest fenomen se numește corpul de lucru.
În funcție de tipul de stabilitate, se poate distinge între echilibru și non-echilibru. Mecanismul de echilibru este un proces în care toate tipurile de stări prin care circulă sistemul sunt legate de starea de echilibru. Implementarea unor astfel de procese are loc atunci când schimbarea decurge destul de lent sau, cu alte cuvinte, fenomenul este de natură cvasi-statică.
Fenomenetipul termic poate fi împărțit în procese termodinamice reversibile și ireversibile. Mecanismele reversibile sunt acelea în care se realizează posibilitatea de a efectua procesul în sens invers, folosind aceleași stări intermediare.
Transfer de căldură adiabatic
Modul adiabatic de transfer de căldură este un proces termodinamic care are loc la scara macrocosmosului. O altă caracteristică este lipsa schimbului de căldură cu spațiul din jur.
Cercetarea pe scară largă a acestui proces datează de la începutul secolului al XVIII-lea.
Tipurile adiabatice de procese sunt un caz special al formei politropice. Acest lucru se datorează faptului că în această formă capacitatea de căldură a gazului este zero, ceea ce înseamnă că este o valoare constantă. Este posibil să inversăm un astfel de proces numai dacă există un punct de echilibru al tuturor momentelor în timp. Modificările indicelui de entropie nu sunt observate în acest caz sau procedează prea încet. Există o serie de autori care recunosc procesele adiabatice numai în cele reversibile.
Procesul termodinamic al unui gaz de tip ideal sub forma unui fenomen adiabatic descrie ecuația Poisson.
Sistem izocor
Mecanismul izocor este un proces termodinamic bazat pe un volum constant. Poate fi observată în gaze sau lichide care au fost suficient încălzite într-un vas cu volum constant.
Procesul termodinamic al unui gaz ideal în formă izocoră, permite moleculementine proportii in raport cu temperatura. Acest lucru se datorează legii lui Charles. Pentru gazele reale, această dogmă a științei nu se aplică.
Sistem isobar
Sistemul izobar este prezentat ca un proces termodinamic care are loc în prezența unei presiuni constante în exterior. flux I.p într-un ritm suficient de lent, permițând ca presiunea din cadrul sistemului să fie considerată constantă și corespunzătoare presiunii externe, poate fi considerată reversibilă. De asemenea, astfel de fenomene includ și cazul în care modificarea procesului menționat mai sus se desfășoară cu o rată scăzută, ceea ce face posibilă luarea în considerare a constantei presiunii.
Perform I.p. posibil într-un sistem alimentat (sau scos) la căldură dQ. Pentru a face acest lucru, este necesar să extindeți lucrarea Pdv și să schimbați tipul intern de energie dU, T.
e.dQ,=Pdv+dU=TdS
Modificări ale nivelului de entropie – dS, T – valoarea absolută a temperaturii.
Procesele termodinamice ale gazelor ideale în sistemul izobar determină proporționalitatea volumului cu temperatura. Gazele reale vor consuma o anumită cantitate de căldură pentru a face modificări în tipul mediu de energie. Lucrarea unui astfel de fenomen este egală cu produsul presiunii externe și modificărilor de volum.
fenomen izotermic
Unul dintre principalele procese termodinamice este forma sa izotermă. Apare în sistemele fizice, cu o temperatură constantă.
Pentru a realiza acest fenomensistemul, de regulă, este transferat la un termostat, cu o conductivitate termică uriașă. Schimbul reciproc de căldură are loc cu o rată suficientă pentru a depăși rata procesului în sine. Nivelul de temperatură al sistemului este aproape imposibil de distins de citirile termostatului.
De asemenea, este posibil să se realizeze procesul de natură izotermă folosind radiatoare și (sau) surse, controlând constanta temperaturii cu ajutorul termometrelor. Unul dintre cele mai comune exemple ale acestui fenomen este fierberea lichidelor sub presiune constantă.
Fenomen isentropic
Forma izoentropică a proceselor termice se desfășoară în condiții de entropie constantă. Mecanismele de natură termică pot fi obținute folosind ecuația Clausius pentru procese reversibile.
Numai procesele adiabatice reversibile pot fi numite isentropice. Inegalitatea Clausius afirmă că tipurile ireversibile de fenomene termice nu pot fi incluse aici. Constanța entropiei poate fi însă observată și într-un fenomen termic ireversibil, dacă munca în procesul termodinamic asupra entropiei se face în așa fel încât aceasta să fie imediat eliminată. Privind diagramele termodinamice, liniile care reprezintă procesele isentropice pot fi denumite adiabați sau isentropi. Mai des recurg la prenume, care este cauzat de incapacitatea de a descrie corect liniile de pe diagramă care caracterizează procesul de natură ireversibilă. Explicarea și exploatarea ulterioară a proceselor isentropice sunt de mare importanță.valoare, deoarece este adesea folosit pentru atingerea obiectivelor, cunoștințe practice și teoretice.
Tipul de proces Isenthalpy
Procesul
Isenthalpy este un fenomen termic observat în prezența entalpiei constante. Calculele indicatorului său se fac datorită formulei: dH=dU + d(pV).
Entalpia este un parametru care poate fi utilizat pentru a caracteriza un sistem în care modificările nu sunt observate la revenirea la starea inversă a sistemului în sine și, în consecință, sunt egale cu zero.
Fenomenul de isentalpie al transferului de căldură se poate manifesta, de exemplu, în procesul termodinamic al gazelor. Când moleculele, de exemplu, etan sau butan, „se strecoară” printr-un perete cu o structură poroasă și nu se observă schimbul de căldură între gaz și căldura din jur. Acest lucru poate fi observat în efectul Joule-Thomson utilizat în procesul de obținere a temperaturilor ultra-scăzute. Procesele de isentalpie sunt valoroase deoarece fac posibilă scăderea temperaturii din mediul înconjurător fără a risipi energie.
Formă politropică
O caracteristică a unui proces politropic este capacitatea sa de a modifica parametrii fizici ai sistemului, dar lasă constant indicele capacității termice (C). Diagramele care prezintă procesele termodinamice sub această formă se numesc politropice. Unul dintre cele mai simple exemple de reversibilitate se reflectă în gazele ideale și se determină folosind ecuația: pV =const. P - indicatoare de presiune, V - valoarea volumetrică a gazului.
Procesare apel
Sistemele și procesele termodinamice pot forma cicluri care au formă circulară. Au intotdeauna indicatori identici in parametrii initiali si finali care evalueaza starea organismului. Astfel de caracteristici calitative includ monitorizarea presiunii, entropiei, temperaturii și volumului.
Ciclul termodinamic se regăsește în expresia unui model al unui proces care are loc în mecanisme termice reale care transformă căldura în lucru mecanic.
Corpul de lucru face parte din componentele fiecărei astfel de mașini.
Un proces termodinamic reversibil este prezentat ca un ciclu, care are trasee atât înainte, cât și înapoi. Poziția sa se află într-un sistem închis. Coeficientul total al entropiei sistemului nu se modifică odată cu repetarea fiecărui ciclu. Pentru un mecanism în care transferul de căldură are loc numai între un aparat de încălzire sau de refrigerare și un fluid de lucru, reversibilitatea este posibilă numai cu ciclul Carnot.
Există o serie de alte fenomene ciclice care pot fi inversate numai atunci când se ajunge la introducerea unui rezervor suplimentar de căldură. Astfel de surse sunt numite regeneratoare.
O analiză a proceselor termodinamice în timpul cărora are loc regenerarea ne arată că toate sunt comune în ciclul Reutlinger. Sa dovedit printr-o serie de calcule și experimente că ciclul reversibil are cel mai în alt grad de eficiență.
