Теоретические основы теплотехники - 29 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Ранее мы доказали, что при необратимых процессах изменение энтропии включает в себя дополни-
тельно положительную величину ∆s, которая возникает в результате преодоления внутреннего сопро-
тивления системы. Значит наибольшая полезная работа, которую может отдать система при совершении
необратимого процесса, переходя из состояния 1 в состояние 2, будет
)()(
н
sssThhl
∆
+
−
−
−
=
21021
,
где (
н
sss ∆+−
21
) – полное изменение энтропии в необратимом процессе. Потеря работоспособности в
результате необратимости определится разностью lll
−
=
∆
max
.
Подставляя значения
max
l и l, получаем
=
∆l )()()()(
н
sssThhssThh
∆
+
−
+
−
−
−
−−
2102121021н
sT
∆
=
0
.
Задача определения
н
s∆ решается отдельно для каждого конкретного процесса в зависимости от его
особенностей. Величина
н
s∆ тем больше, чем выше степень необратимости процесса, определяемая ве-
личиной разности потенциалов.
Для необратимых процессов расширения или сжатия без внешнего теплообмена величину
нм
s
∆
оп-
ределяют через работу трения l
тр
, которая практически вся трансформируется в тепло трения q
тр
, доста-
точно просто измеряемое опытным путем,
cртрнм
/Tqs
=
∆
,
где T
ср
– средняя за процесс температура. В процессах теплообмена без механических взаимодействий
величину
нт
s∆ определим, рассуждая следующим образом. Максимальную работу тепла q, передаваемо-
го при температуре T
1
можно получить, если совершить цикл Карно в температурном интервале от Т
1
до
Т
0
. Величина этой работы
)/(
max 101
1 TTqql
t
−
=
η
=
. (1.27)
Аналогично найдем максимальную работу того же количества тепла при температуре T
2
)/(
max 202
1 TTqql
t
−
=
η
=
. (1.28)
Потери работоспособности в результате совершения неравновесного процесса, в котором темпера-
тура изменилась от Т
1
до Т
2
, будет
)//()//(
maxmax 1020201021
11 TTTTqTTTTqlll
−
=
+
−
−
=−
=
∆ .
С другой стороны, мы показали, что
нт
sTl
∆
=∆
0
. Приравнивая правые части приведенных формул, полу-
чаем
)//(
нт 12
11 TTqs
−
=
∆
.
Из формулы видно, что величина
нт
s∆ тем больше, чем больше отличаются друг от друга значения Т
1
и
Т
2
. При совершении сложных процессов, сопровождающихся и изменениями объема, и теплообменом
величину
н
s∆ находят суммированием
нтнмн
sss
∆
+
∆
=
∆
.
Обращая внимание на формулы (1.27) и (1.28), можно сделать вывод о том, что ценность тепла за-
висит только от температуры, при которой оно подводится или отводится, и чем ближе эта температура

Страницы