Entropia i druga zasada termodynamiki

Podobne dokumenty
u (1.2) T Pierwsza zasada termodynamiki w formie różniczkowej ma postać (1.3)

PLAN WYKŁADU. Ciepło właściwe Proces adiabatyczny Temperatura potencjalna II zasada termodynamiki. Procesy odwracalne i nieodwracalne 1 /35

Fizykochemiczne podstawy inżynierii procesowej. Wykład IV Proste przemiany cd: Przemiana adiabatyczna Przemiana politropowa

Stan równowagi chemicznej

Podstawy termodynamiki

Ćwiczenia do wykładu Fizyka Statystyczna i Termodynamika

WYKŁAD 14 PROSTOPADŁA FALA UDERZENIOWA

Jest to zasada zachowania energii w termodynamice - równoważność pracy i ciepła. Rozważmy proces adiabatyczny sprężania gazu od V 1 do V 2 :

Wykład 2. Przemiany termodynamiczne

UZUPEŁNIENIA DO WYKŁADÓW D, E

I zasada termodynamiki

Uwagi do rozwiązań zadań domowych - archiwalne

Entalpia swobodna (potencjał termodynamiczny)

Doświadczenie Joule a i jego konsekwencje Ciepło, pojemność cieplna sens i obliczanie Praca sens i obliczanie

D. II ZASADA TERMODYNAMIKI

TERMODYNAMIKA PROCESOWA I TECHNICZNA

II zasada termodynamiki.

ZADANIA Z CHEMII Efekty energetyczne reakcji chemicznej - prawo Kirchhoffa

10. FALE, ELEMENTY TERMODYNAMIKI I HYDRODY- NAMIKI.

TERMODYNAMIKA. Termodynamika jest to dział nauk przyrodniczych zajmujący się własnościami

TERMODYNAMIKA PROCESOWA

Ćwiczenie 362. Wyznaczanie ogniskowej soczewek metodą Bessela i pomiar promieni krzywizny za pomocą sferometru. Odległość przedmiotu od ekranu, [m] l

Fizykochemiczne podstawy inżynierii procesowej. Wykład V Charakterystyka ośrodków termodynamicznych

Stany materii. Masa i rozmiary cząstek. Masa i rozmiary cząstek. m n mol. n = Gaz doskonały. N A = 6.022x10 23

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

WARUNKI RÓWNOWAGI UKŁADU TERMODYNAMICZNEGO

Krzywe stożkowe. 1 Powinowactwo prostokątne. 2 Elipsa. Niech l będzie ustaloną prostą i k ustaloną liczbą dodatnią.

v! są zupełnie niezależne.

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Teoria kinetyczna INZYNIERIAMATERIALOWAPL. Kierunek Wyróżniony przez PKA

Jak osiągnąć 100% wydajności reakcji?

Termodynamika fenomenologiczna i statystyczna

Maszyny cieplne i II zasada termodynamiki

Mini-quiz 0 Mini-quiz 1

Relaksacja. Chem. Fiz. TCH II/19 1

czyli politropa jest w tym przypadku przemianą przy stałym ciśnieniu nazywaną izobarą. Równanie przemiany izobarycznej ma postać (2.

Maszyny cieplne i II zasada termodynamiki

Fizykochemiczne podstawy inżynierii procesowej

Wykład 13 Druga zasada termodynamiki

Definicja szybkości reakcji

Materiały pomocnicze do ćwiczeń z przedmiotu: Termodynamika techniczna

Temat:Termodynamika fotonów.

Termodynamika 2. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

2.5. Ciepło właściwe gazów doskonałych

Jak osiągnąć 100% wydajności reakcji?

Przeanalizujmy układ termodynamiczny przedstawiony na rysunku 1. - początkowa, przejściowa i końcowa objętość kontrolnej ilości gazu w naczyniu.

WYKŁAD 1 WPROWADZENIE DO STATYKI PŁYNÓW 1/23

13) Na wykresie pokazano zależność temperatury od objętości gazu A) Przemianę izotermiczną opisują krzywe: B) Przemianę izobaryczną opisują krzywe:

POLITECHNIKA KRAKOWSKA Instytut Inżynierii Cieplnej i Procesowej Zakład Termodynamiki i Pomiarów Maszyn Cieplnych

TERMODYNAMIKA. Przedstaw cykl przemian na wykresie poniższym w układach współrzędnych przedstawionych poniżej III

FUNKCJA KWADRATOWA. Poziom podstawowy

TERMODYNAMIKA TECHNICZNA I CHEMICZNA

ZEROWA ZASADA TERMODYNAMIKI

termodynamika fenomenologiczna

nieciągłość parametrów przepływu przyjmuje postać płaszczyzny prostopadłej do kierunku przepływu

10. FALE, ELEMENTY TERMODYNAMIKI I HYDRODY- NAMIKI.

ZADANIE 9.5. p p T. Dla dwuatomowego gazu doskonałego wykładnik izentropy = 1,4 (patrz tablica 1). Temperaturę spiętrzenia obliczymy następująco

= T. = dt. Q = T (d - to nie jest różniczka, tylko wyrażenie różniczkowe); z I zasady termodynamiki: przy stałej objętości. = dt.

Własności falowe cząstek. Zasada nieoznaczoności Heisenberga.

Temperatura i ciepło E=E K +E P +U. Q=c m T=c m(t K -T P ) Q=c przem m. Fizyka 1 Wróbel Wojciech

26. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE DRUGIEGO RZĘDU

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Wyznaczanie ciepła właściwego c p dla powietrza

Rodzaje pracy mechanicznej

Podstawy Obliczeń Chemicznych

Wykład 4 Gaz doskonały, gaz półdoskonały i gaz rzeczywisty Równanie stanu gazu doskonałego uniwersalna stała gazowa i stała gazowa Odstępstwa gazów

Parametry stanu w przemianie izobarycznej zmieniają się według zależności

P O L I T E C H N I K A W A R S Z A W S K A

Ć W I C Z E N I E N R C-3

k=c p /c v pv k = const Termodynamika Techniczna i Chemiczna Część X Q ds=0= T Przemiany charakterystyczne płynów

TERMODYNAMIKA OGNIWA GALWANICZNEGO

LXIV Olimpiada Matematyczna

Budowa materii Opis statystyczny - NAv= 6.022*1023 at.(cz)/mol Opis termodynamiczny temperatury -

Podstawowe pojęcia Masa atomowa (cząsteczkowa) - to stosunek masy atomu danego pierwiastka chemicznego (cząsteczki związku chemicznego) do masy 1/12

Termodynamika 1. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Sposoby badania efektywności układu suszącego maszyn tissue

II zasada termodynamiki

1. Cykl odwrotny Carnota reprezentują poniższe diagramy w zmiennych p-v ( ) i T-S

prawa gazowe Model gazu doskonałego Temperatura bezwzględna tościowa i entalpia owy Standardowe entalpie tworzenia i spalania 4. Stechiometria 1 tość

Definicja szybkości reakcji. Szybkości reakcji. Równanie kinetyczne reakcji ...

1. Model procesu krzepnięcia odlewu w formie metalowej. Przyjęty model badanego procesu wymiany ciepła składa się z następujących założeń

Wykład 3. Prawo Pascala

Metoda wyprowadzania licznych dynamik w Szczególnej Teorii Względności

11. Termodynamika. Wybór i opracowanie zadań od 11.1 do Bogusław Kusz.

ROZDZIAŁ III: Stany nieustalone Temat 8 : Stan ustalony i nieustalony w obwodach elektrycznych.

FUNKCJA LINIOWA. A) B) C) D) Wskaż, dla którego funkcja liniowa określona wzorem jest stała. A) B) C) D)

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY KATEDRA KONSTRUKCJI I EKSPLOATACJI MASZYN

WYKŁAD 2_2. 1.Entropia definicja termodynamiczna. przemiana nieodwracalna. Sumaryczny zapis obu tych relacji

Wykład FIZYKA I. 14. Termodynamika fenomenologiczna cz.ii. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

PRACE. Instytutu Ceramiki i Materia³ów Budowlanych. Nr 7. Scientific Works of Institute of Ceramics and Construction Materials ISSN

Dla danego czynnika termodynamicznego i dla określonej przemiany ciepło właściwe w ogólności zależy od dwóch niezależnych

Krzywa izobarycznego ogrzewania substancji rzeczywistej. p=const. S wrz. S top. Ttop. Twrz. T dt. top. top. Równanie Clausiusa-Clapeyrona (1)

Elementy szczególnej teorii względności

Zapis pochodnej. Modelowanie dynamicznych systemów biocybernetycznych. Dotychczas rozważane były głownie modele biocybernetyczne typu statycznego.

MATEMATYKA POZIOM ROZSZERZONY

J. Szantyr - Wykład nr 30 Podstawy gazodynamiki II. Prostopadłe fale uderzeniowe

Podstawowe przemiany cieplne

Pomiar wilgotności względnej powietrza

Definicja szybkości reakcji

Ćwiczenie nr 3. Wyznaczanie współczynnika Joule a-thomsona wybranych gazów rzeczywistych.

Kalorymetria paliw gazowych

Analiza progu rentowności

Transkrypt:

Entroia-drga zasada- Entroia i drga zasada termodynamiki.9.6 :5:

Entroia-drga zasada- Przemiana realizowana w kładzie rzedstawionym na rys. 3.7 jest równowagową rzemianą beztariową. Jest ona wię odwraalna. Siła aria zynnika na denko tłoka jest dokładnie równa sile działająej na drąg tłokowy od strony ozenia. Równość tę zaewnia odowiednio dobrany kształt krzywki. Układ jest w kontakie z nieskońzoną lizbą źródeł o temeratrah różniąyh się nieskońzenie mało. Dzięki tem można zaewnić odwraalny transort ieła rzy zmieniająej się temeratrze kład. Podzas realizaji rzemiany, w każdym stanie kład różnia temeratr omiędzy źródłem a kładem (zynnikiem w ylindrze) jest nieskońzenia mała.. Entroia Wyrażenie różnizkowe dz M ( x, dx N( x, dy (.) dla którego M y N (.) x nazywamy wyrażeniem Pfaffa. Można dowodnić, że każde wyrażenie Pfaffa dwóh zmiennyh niezależnyh można omnożyć stronami rzez odowiednio dobraną fnkję ( x,, nazywaną zynnikiem ałkjąym, tak że w wynik rzymje się różnizkę zełną. d ( x, dz ( x, Mdx ( x, Ndy (.3).9.6 :5:

Entroia-drga zasada- Dla różnizki zełnej d zahodzi (równość ohodnyh ząstkowyh mieszanyh niezależnie od kolejnośi różnizkowania) y N (.4) x x, ym x, y gdzie x, ym (.5) x x, yn (.6) y Czynnikiem ałkjąym wyrażenia Pffafa dq d d (.7) jest. Równanie (.7) jest słszne jedynie dla rzemiany kwazystatyznej, gdyż tylko wówzas dl d. Mnożą stronami (.7) rzez / rzymjemy różnizkę zełną ewnej fnkji stan s s(, ) (lb s s(, ) ), którą nazywamy entroią właśiwą ds dq d d (.8) Entroię dla m kg sbstanji obliza się nastęjąo J s J S m kg (.9) K kgk Entroia jest addytywną fnkją stan. Jeżeli kład składa się z k odkładów, to wówzas jego entroia jest równa S k S i i (.) gdzie S i jest entroią i-tego odkład. Ponieważ entroia jest fnkją stan, jej rzyrost odzas rzejśia kład od stan do stan nie zależy od rodzaj rzemiany - ds s s s (.) 3.9.6 :5:

Entroia-drga zasada- Jednak droga rzejśia od stan do stan msi być kwazystatyzna, bowiem / jest zynnikiem ałkjąym wyrażenia Pfaffa (.7), które jest słszne tylko dla rzemian kwazystatyznyh.. Drga zasada termodynamiki (II Z) rawo wzrost entroii Sma rzyrost entroii kład i rzyrost entroii ozenia nie może być jemna odzas dowolnej rzemiany i jest równa zer odzas rzemian odwraalnyh. S S (.) Sma entroii kład i ozenia nie maleje odzas dowolnej rzemiany i jest stała odzas rzemiany odwraalnej. S S S S (.) Możliwa jest realizaja tylko takih rzemian, odzas realizaji któryh sełnione są warnki (.) i (.). Entroia kład odosobnionego nie maleje odzas dowolnej rzemiany i jest stała odzas rzemiany odwraalnej. S S (.3) Przemiana termodynamizna - jest odwraalna, jeżeli kład może owróić do stan ozątkowego w taki sosób, że stany ośrednie kład i ozenia rzemian - i - są odowiednio identyzne. Beztariowe rzemiany kwazystatyzne są odwraalne. Przemiany, które nie są odwraalne nazywamy rzemianami nieodwraalnymi. Każda rzemiana nieodwraalna ozostawia trwałe zmiany w rzyrodzie. 4.9.6 :5:

Entroia-drga zasada- 3. Zastosowanie rawa wzrost entroii 3.. Wymiana ieła omiędzy kładem i ozeniem. UKŁAD, RYS. 3- OOCZENIE, Sma rzyrostów entroii kład i ozenia d ds ds (3.) 5.9.6 :5:

Entroia-drga zasada- Układ oddaje ieło w ilośi, stąd rzyrost entroii kład ds (3.a) Znak mins rzy we wzorze (3.a) oznaza ieło oddane rzez kład. Otozenie ohłania ieło w ilośi, stąd rzyrost entroii ozenia ds (3.b) Znak ls rzy we wzorze (3.b) oznaza ieło ohłonięte rzez kład. Po odstawieni rawyh stron równań (3.a) i (3.b) do równania (3.) rzymjemy d (3.3) Równanie (3.3) wykorzystjemy do analizy nastęjąyh trzeh rzyadków: a) Cieło nie może samorztnie rzeływać z kład o temeratrze niższej do kład (ozenia) o temeratrze wyższej (sformłowanie R. Clasisa drgiej zasady termodynamiki). Nieh, wówzas z (3.3) wynika, że d, o jest srzezne z rawem wzrost entroii. b) Wymiana ieła rzy skońzonej różniy temeratr jest nieodwraalna. Dla, dostajemy z (3.3) d, z zego wynika, że rozatrywana rzemiana jest nieodwraalna. ) Wymiana ieła w sosób kwazystatyzny (w warnkah równowagi termiznej) jest odwraalna. Dla, dostajemy z (3.3) d, z zego wynika, że rozatrywana rzemiana jest odwraalna. 3.. Przemiana z tariem jest nieodwraalna. d dl UKŁAD, f OOCZENIE, 6.9.6 :5:

Entroia-drga zasada- RYS. 3- d ds ds (3.4) ds d f (3.5a) d ds (3.5b) (3.5a) i (3.5b) (3.4) d d f d (3.6) Nieh. Wówzas dostajemy z (3.6) d f d d f (3.7) Co oznaza, że rzemiana z tariem jest nieodwraalna. 4. Wykres o wsółrzędnyh -s Wykres ieła wykres Belaire a s q sds (4.) s Pole od krzywą rzemiany na wykresie -s odowiada ieł rzemiany. 7.9.6 :5:

Entroia-drga zasada- dq ds d (4.) d ds (4.3) 5. Oblizanie rzyrostów entroii iał stałyh, iekłyh i gazowyh dq d d di d ds (5.) 5.. Ciała stałe i ieze d d (5.) d (5.3) d ds (5.4).. = onst d s s s ln (5.5).. = () ( ) d s s s (5.6) Nieh ( ) a a, wówzas a a s d a ln a (5.7). Gazy doskonałe i ółdoskonałe d d (5.8) di d (5.9) 8.9.6 :5:

Entroia-drga zasada- Po odstawieni zależnośi (5.8) i (5.9) do równania (5.) rzymjemy d d d d ds d d d d (5.) Z termiznego równania stan R (5.) wyznazymy ilorazy R (5.) R (5.3) Po odstawieni (5.) i (5.3) do rawej strony równania (5.) rzymjemy R R ds d d d d (5.4).. Gazy doskonałe, onst R R s d d d d (5.5) s ln Rln ln Rln (5.6) Z równania (5.4) można oróz rzyrost rzymać wartość entroii. Nieh w stanie określonym rzez arametry,, entroia właśiwa ma wartość s. Wówzas ałkją równanie (5.4) rzymjemy s s ln R ln ln R ln (5.6) (5.7) i dalej 9.9.6 :5:

Entroia-drga zasada- s s (5.8) ln R ln s ln R ln Gdy odzas oblizeń wykorzystjemy rzyrosty entroii, wartość s może być dowolna. Fnkja (s) dla = idem lb = idem jest fnkją wykładnizą... Gazy ółdoskonałe ( ), ( ) ( ) s ln ( ) d Rln d R (5.9) 3. Układ stałemeratrowy idem (5.) dq ds (5.) q ( ) s s (5.) q s s s (5.3) Do wzor (5.3) q - odstawiamy ze znakiem +, gdy ieło jest ohłaniane rzez kład i ze znakiem, gdy ieło jest oddawane rzez kład..9.6 :5: