RP енергетски лексикон - ентропија, променлива на состојбата, енергетска технологија, топлина, механичка енергија,

Дефиниција: променлива на состојбата во термодинамиката што има врска со микроскопското нарушување на системот

Оригинална креација: 28.02.2013 година; последна промена: 14.07.2020

Физичкиот концепт на ентропија е развиен во врска со прилично апстрактни размислувања во термодинамиката. Тоа е таканаречена состојба променлива (со симбол на формулата С. ), што, сепак, не може да се мери директно и не може лесно да се фати. Ентропијата има врска со микроскопско нарушување на системите, на пример, со нарушено движење на атоми или молекули во гас.

Неколку основни правила

Иако е многу тешко сеопфатно да се опише и разбере концептот на ентропија, може да се дадат некои релативно едноставни правила, врз основа на кои добро можат да се објаснат голем број врски во енергетскиот инженеринг:

Кога системот изолиран од надворешниот свет е во рамнотежа, неговата ентропија останува постојана. Неговата макроскопска состојба не се менува (и покрај можните микроскопски промени), така што ниту една од нејзините состојби не се менува.
Ако системот прима количина на топлина однадвор П се испорачува (на реверзибилен начин), неговата ентропија се зголемува за количината Δ С. = = П/Т. каде Т. е апсолутна температура на системот. Спротивно на тоа, нејзината ентропија се намалува кога топлината тече нанадвор.
Вкупната ентропија на затворен систем сè уште може да се зголеми ако сè уште не е во рамнотежа, но никогаш не може да се намали. (Вториот закон за термодинамика може да се формулира на таков начин што сите процеси што би ја намалиле вкупната ентропија се невозможни.) Состојба на рамнотежа секогаш има поголема вкупна ентропија од државите од кои може да се постигне.
Додавањето механичка или електрична енергија во системот не треба да ја зголемува ентропијата; исто така може да остане постојан. На овие форми на енергија може да се гледа како „ентропиелос“; тоа е чиста ексергија.

Последици

Спроведување

Ако две тела на различни температури се во контакт, може да се појави спроводливост на топлина: Топлината тече од потоплото кон постуденото тело. Заради зачувување на енергијата, постуденото тело прима исто толку топлина, колку и потоплото тело. Ентропијата на постуденото тело се зголемува посилно отколку што се намалува ентропијата на потоплото тело, бидејќи за второто вредноста на П/Т. е помал во количина. Затоа вкупната ентропија се зголемува како резултат на спроводливоста на топлината.

Ако топлината се спроведе во спротивна насока, ова би значело намалување на вкупната ентропија, а тоа е едноставно невозможно според Вториот закон за термодинамика.

Топлотна пумпа

Со помош на топлинска пумпа може квази „да се присили“ проток на топлина од ладилник до потопло тело, но само со одредено снабдување со егзергија (на пример, за механички погон). Оваа ексергија (енергија без ентропија) сама по себе придонесува за создавање на топлина: Влезот на топлина во потоплото тело е поголем за оваа количина отколку повлекувањето на топлината од поладното тело. Ова доведува до дополнително зголемување на ентропијата и овој придонес мора да биде толку висок што вкупната ентропија не се намалува. Овој факт води до теоретска граница за бројката за перформанси на топлинската пумпа. Во идеален случај, вкупната ентропија останува непроменета, снабдувањето со топлина на потоплото тело е поголемо во однос на (апсолутните) температури од повлекувањето на топлината од другото тело, а разликата во количината на топлина мора да се испорача како енергија на погонот.

греење на струја

Електричен грејач ја претвора електричната енергија, што е ентропија, во топлина. Ова неизбежно создава ентропија - колку повеќе се создава повеќе топлина и се намалува нивото на температурата. Процесот е неповратен (неповратен). Ова се однесува во помала мера на електричното создавање на висока температура (на пр. Во производството на челик).

котел

И во котлите, топлинската топлина првично се создава преку согорување, но потоа веднаш се претвора во ниска температура - со силно зголемување на ентропијата. Ова укажува дека мора да има поефикасни методи, на пр. Б. топлински пумпи.

Топлински мотор

Топлински мотор зема топлина од топол резервоар, претвора дел од него во механичка енергија и го снабдува остатокот како топлина во поладен резервоар. Конверзијата на целата топлина во механичка енергија е невозможна, бидејќи тоа ќе ја намали ентропијата на потоплиот резервоар без зголемување на ентропијата на друго место. Идеално, машината би била толку ефикасна што намалувањето на ентропијата на топол резервоар точно се компензира со зголемувањето на ентропијата на ладилникот; ефикасноста тогаш одговара на ефикасноста на Карно.

Топлински мотор кој не мора да снабдува отпадна топлина до постуден резервоар, што значи да ја претвори топлината во егергија, ќе биде вечна машина за движење од втор тип. Според вториот закон за термодинамика, тоа е невозможно.

Минимизирање на генерирање на ентропија за висока енергетска ефикасност

Зголемувањето на ентропијата во еден процес не мора да значи директно губење на енергијата. Сепак, тоа значи дека процесот е неповратен и со тоа ги ограничува идните опции за дејствување. Често ова тогаш индиректно доведува до загуби на енергија.

Затоа е важно во многу ситуации да се спроведуваат технички процеси на таков начин што да се генерира што е можно помалку ентропија, т.е. Х. дека процесите остануваат реверзибилни колку што е можно (дури и ако некој воопшто не сака да ги сврти). Неколку примери за ова:

Прашања и коментари од читатели

„Количество состојба во термодинамиката што има врска со нарушувањето на системот“ - дали сте сериозни? Тоа не е дефиниција. Hotешката е состојба поврзана со пожар: вака се среќава вашата дефиниција.

Ја разбирам вашата критика, но за жал нема убедлив, подобар предлог. Ентропија е поим кој се базира на прилично комплициран концепт што не може да се објасни со една реченица. Во секој случај, не сум видел разумно кратка дефиниција што би била разбирлива и затоа корисна. Така, за жал, ќе мора да прочитате повеќе - на пример, мојот напис - за да добиете разумна идеја за поимот „ентропија“.

Оваа изјава ме збунува: „Ако системот прими количина на топлина однадвор П се испорачува (на реверзибилен начин), неговата ентропија се зголемува за количината Δ С. = = П/Т. во ". Мислев дека нема промена во ентропијата во реверзибилните процеси.

Реверзибилно тука значи дека се појавуваат само занемарливи градиенти на температурата - дека испорачаната топлина се зема од систем што има практично иста температура. Во оваа ситуација, зголемувањето на ентропијата во едниот систем се компензира со еднакво намалување на ентропијата во другиот систем; вкупната ентропија останува непроменета.

Овде можете да предложите прашања и коментари за објавување и одговарање. Авторот на РП-Енерџи-Лексикон ќе одлучи за прифаќањето според одредени критериуми. Во суштина, поентата е дека материјата е од широк интерес.

Ако добиете помош тука, можеби ќе сакате да ја вратите услугата со донација со која го поддржувате понатамошниот развој на енергетскиот речник.

Заштита на податоци: Ве молиме, не внесувајте лични податоци тука. Во секој случај не би ги објавиле и наскоро би ги избришале. Погледнете ја и нашата политика за приватност.

Ако сакате личен фидбек или совет од авторот, пишете му преку е-пошта.

Со доставување давате согласност да ги објавите вашите записи овде во согласност со нашите правила.

Ако ви се допаѓа оваа веб-страница, ве молиме да ги известите и вашите пријатели и колеги - д. Б. преку социјалните медиуми со кликнување тука:

Овие копчиња за споделување се поставени на начин пријателски заштитен со податоци!

Код за врски на други веб-страници

Ако сакате да поставите врска до овој напис на друго место (на пример, на вашата веб-страница, социјални медиуми, форуми за дискусија или на Википедија), кодот може да го најдете тука. Таквите врски можат на пр. Б. бидат многу корисни за објаснување на зборовите.

HTML-врска до овој напис:

Со слика за преглед (видете го полето директно над ова):

Ако сметате дека е соодветно да ставите линк на Википедија, на пр. Б. под "== Веб-врски ==":

Циркулациони пумпи за греење - превидувачите на енергија што се превидуваат

Многу стари циркулациони пумпи за греење трошат многу електрична енергија затоа што се слабо дизајнирани, се направени непотребно големи или работат непотребно долго време. Но, бидејќи не ги среќавате во секојдневниот живот, тие не привлекуваат внимание.

Тоа може да биде многу важно: Пумпа со влезна моќност од 100 W троши 876 kWh годишно, што ве чини приближно 300 €. За 10 години веќе 3000 €!

Дури и ако вашата стара циркулациона пумпа би продолжила да работи со години, замената со нова пумпа за висока ефикасност може исто така да се исплати финансиски за краток временски период.