Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Теплотехника -> Чечеткин А.В. -> "Теплотехника" -> 26

Теплотехника - Чечеткин А.В.

Чечеткин А.В. Теплотехника: Учеб. для хим.-технол. спец. вузов — М.: Высш. шк., 1986. — 344 c.
Скачать (прямая ссылка): teplotech.pdf
Предыдущая << 1 .. 20 21 22 23 24 25 < 26 > 27 28 29 30 31 32 .. 125 >> Следующая

| ~<Ф <*8 = 0. (1.203)
]АВСОА * ]ЛВСВА
Отсюда можно написать, что Ъц/Т < или необратимость процесса связана с увеличением энтропии по сравнению с обратимым. Отсюда следует, что
Ьц < Г б.ч. (1.204)
Уравнения (1.203) и (1.204) представляют собой аналитическое выражение второго закона термодинамики для необратимых процессов.
Свойство изолированной термодинамической системы. Физический смысл энтропии. Толкование второго закона термодинамики. Рассмотрим изолированную термодинамическую систему, состоящую из источника теплоты с температурой Тх, холодильника с температурой Т2 < Тх и рабочего тела, которое совершает обратимый цикл Карно между источником теплоты и холодильником. В этом случае максимальная работоспособность системы равна
= 61^ = 61(1-Га/ТО.
Количество теплоты, которое будет передано в холодильник рабочим телом,
йг = 61 - = б! - & [1 - Т2/Тх] = <22 (Т2/Тх).
Изменение энтропии рассматриваемой системы будет равно алгебраической СуММе уменьшения ЭНТРОПИИ ИСТОЧНИКа ТеПЛОТЫ АД] = —О^х/Тх
и увеличения энтропии холодильника А$2 = <22/Т2, т. е.
Аз = Азх + Аз2= + - ^-=0.
12 Тх Т2 Тг Тх Т2
Теперь представим, что 0,х источника теплоты сначала передается промежуточному телу, имеющему температуру Т'х < Тх. Тогда энтропия источника теплоты уменьшится на величину Длх = —0.Х/ТХ, а энтропия промежуточного тела увеличится на Дх2 = 0.Х/ТХ. В этом случае энтропия рассматриваемой системы вследствие протекания в ней необратимого процесса теплообмена между источником теплоты и промежуточным телом возрастает на величину
Д511ЕОБР =Д51 + Д52= - урб^^г--(1-205)
После этого теплообмена источником теплоты в рассматриваемой системе будет промежуточное тело с температурой Т'х. Если теперь осуществить обратимый цикл Карно между этим телом и холодильником, то получим максимальную работоспособность системы
66
Уменьшение работоспособности системы AL вследствие протекания в ней необратимого процесса теплообмена составит
AZ.-Ll-L1-e1(l-^-)-e.(l-^-)-fi1(^-i)7-1.
(1.206)
Сопоставляя между собой выражения (1.205) и (1.206), можно написать:
AL= T2A.Wl(}. (1.207)
Это уравнение называется уравнением Ги — Стодолы. Таким образом, уменьшение работоспособности изолированной термодинамической системы (вследствие протекания в ней необратимых процессов), т.е. деградация энергии в этой системе, пропорционально увеличению в ней энтропии. Другими словами, энтропия является мерой деградации энергии в изолированных термодинамических системах. Энергия системы, оставаясь неизменной количественно (в вышерассмотреииом случае Qt = const), ухудшается качественно, переходя в теплоту низкого температурного потенциала.
Второй закон термодинамики по существу является статическим законом, характеризующим необратимость процессов, протекающих в конечных изолированных системах, и определяющим преобладающее направление макроскопических процессов, т. е. процессов, протекающих в системах с весьма большим числом молекул.
Этот закон неприменим к отдельным молекулам или к малому числу их. Нельзя сказать, что в этом случае он неверен, так какой вообще ничего не говорит по поводу поведения отдельной молекулы или малого числа их, ничего не утверждает по той причине, что к отдельной молекуле неприменимо понятие теплоты, ибо понятие это, равно как понятия температуры и энтропии, имеет смысл только по отношению к весьма большому количеству молекул. Это вытекает из феноменологического метода, который положен в основу термодинамики. Феноменологический метод заключается в том, что рабочее тело рассматривают не как дискретное физическое тело, состоящее из отдельных молекул, а как некоторый континуум, т. е. как сплошную среду, физические параметры которой непрерывны и изменяются на бесконечно малую величину при переходе от одной точки пространства к другой. Это дает возможность изучать совокупность действия молекул, проявляющуюся в том, что нами названо параметрами состояния рабочего тела. Так, совокупность импульсов всех молекул газа дает параметр давления; совокупность кинетических энергий молекул — внутреннюю энергию газа, совокупность объемов, занимаемых молекулами в их движении, — удельный объем газа. Статистический метод является лишь дополнением к феноменологическому методу и дает свои поправки в тех случаях, когда возможно судить о закономерности поведения отдельных молекул. Примером таких поправок является уравнение состояния реального газа.
Феноменологический метод применим только к системам, состоящим из большого числа молекул.
3*
67
§ 1.6. МЕТОДЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ЗНЕРГОХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ (ЭХТС)
Простейшим методом термодинамического анализа ЭХТС является энергетический, основанный на первом законе термодинамики. Этот метод позволяет оценить потери энергии в ЭХТС и в ее отдельных элементах, а также выявить элементы ЭХТС, процессы в которых протекают с наибольшими потерями. Существенным недостатком этого метода является то, что в нем не учитывается ценность различных видов энергии, т. е. их практическая пригодность, что неверно с точки зрения второго закона термодинамики. Как было указано выше, в реально протекающих процессах происходят потери энергии на необратимость. Поэтому в настоящее время применяются два метода термодинамического анализа систем, учитывающих необратимость термодинамических процессов: энтропийный (метод циклов) и эксергетический. Оба метода были обоснованы в работах Р. К. Клаузиуса, Д. В. Гиббса и А. Стодолы. Существенный вклад в развитие и использование этих методов внесли советские ученые А. И. Андрющенко, В. М. Бродянский, Д. П. Гохштейн и др. Оба метода основаны на втором законе термодинамики и по существу решают одну и ту же задачу определения потерь работоспособности, потерь на необратимость реально протекающих процессов. Однако на базе эксергетического метода можно более тщательно провести термодинамический анализ ЭХТС и изыскать наиболее эффективные пути уменьшения затрат топливно-энергетических ресурсов при одновременном повышении технологических показателей.
Предыдущая << 1 .. 20 21 22 23 24 25 < 26 > 27 28 29 30 31 32 .. 125 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed