گرما در سطح زیر نمودار آنتالپی -دما

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
smhk

عضویت : یک‌شنبه ۱۳۹۷/۵/۱۴ - ۱۳:۱۳


پست: 10

سپاس: 1

جنسیت:

گرما در سطح زیر نمودار آنتالپی -دما

پست توسط smhk »

سلام
در کتاب اصول ترمودینامیک ون وایلن و...
وقتی در مورد مساحت زیر نمودار T-sحرف زده گفته: برای فرایند های برگشت پذیر داخلی، سطح زیر منحنی دما آنتروپی مقدار گرمای انتقال یافته را نشان می دهد.
در حالی که ما برای تعریف آنتروپی از فرایندی که برگشت پذیر هست استفاده کردیم!(هم برگشت پذیر داخلی و هم برگشت پذیری محیط)!
چرا؟

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 747

سپاس: 434

جنسیت:

تماس:

Re: گرما در سطح زیر نمودار آنتالپی -دما

پست توسط rohamjpl »

بزار اینطور بگم آنتروپی چگونه نشان داده می شود و نمودار TS چیست؟
نمودار T-s نوعی نمودار است که بیشتر برای تجزیه و تحلیل چرخه های سیستم انتقال انرژی استفاده می شود. ... با تعریف آنتروپی ، گرمای منتقل شده به سیستم یا از سیستم با مساحت زیر منحنی T-s فرایند برابر است.
T و S در نمودار TS چیست؟
حالا نمودار دما-آنتروپی یا نمودار T-s ، یک نمودار ترمودینامیکی است که در ترمودینامیک برای تجسم تغییرات دما و آنتروپی خاص حال در طی روند یا چرخه ترمودینامیکی به عنوان نمودار یک منحنی استفاده می شود.
S در TS چیست؟
قانون اول و دوم ترمودینامیک دو متغیر اضافی را تعریف می کند ، آنتالپی و آنتروپی S ، که می تواند برای توصیف وضعیت گاز نیز استفاده شود. یک فرآیند ترمودینامیکی ، مانند گرم کردن یا فشرده سازی گاز ، مقادیر متغیرهای حالت را به روشی تجویز شده تغییر می دهد.
یک فرآیند ایزنتروپیک به عنوان یک خط عمودی بر روی نمودار T-s ظاهر می شود. سطح زیر منحنی فرآیند در نمودار T-s مربوط به مقدار گرمای منتقل شده به گاز است.نمودار TS در ترمودینامیک چیست؟خوب میشه اینطور تفسیر کرد
نمودار دما - آنتروپی (نمودار T-s) نوعی نمودار است که بیشتر برای تجزیه و تحلیل چرخه های سیستم انتقال انرژی استفاده می شود. این در ترمودینامیک برای تجسم تغییرات دما و آنتروپی خاص در طی یک فرآیند یا چرخه ترمودینامیکی استفاده می شود.نمودار TS نشان دهنده چیست؟
نمودار دما-آنتروپی یا نمودار T-s ، یک نمودار ترمودینامیکی است که در ترمودینامیک برای تجسم تغییرات دما و آنتروپی خاص در طی روند یا چرخه ترمودینامیکی به عنوان نمودار یک منحنی استفاده می شود.
کدام روند با خط مستقیم در نمودار TS نشان داده شده است؟
خط مستقیم روی نمودار P - T برای یک گاز ایده آل نشان دهنده روند ایزوکراتیک است.
چگونه گرما را از نمودار TS پیدا می کنید؟
سطح زیر یک منحنی در نمودار TS بیانگر انتقال گرما درگیر در فرآیند است. هنگامی که از انتقال گرما در سیستم مطلع شدید ، اولین قانون ترمودینامیک را اعمال کنید تا از انتقال کار مربوط به فرآیند مطلع شوید. سطح زیر یک منحنی در نمودار TS بیانگر انتقال گرما درگیر در فرآیند است.
منطقه زیر نمودار TS برای فرایندهای برگشت پذیر چه چیزی را نشان می دهد؟
نمودار آنتروپی دما
از این رو یک روند آدیاباتیک برگشت پذیر را فرآیند ایزنتروپیک نیز می نامند. در نمودار T - S ، چرخه کارنو را می توان نشان داده شده است ، نشان داد. سطح زیر منحنی 1-2 نشان دهنده انرژی جذب شده به عنوان گرما توسط سیستم در طی فرآیند هم دما است.
برای فرآیندهای برگشت پذیر (ایده آل) ، سطح زیر منحنی T-s یک فرآیند ، گرمای منتقل شده به سیستم در طی آن فرآیند است. مایعات در حال کار اغلب بر اساس شکل نمودار T-s آنها دسته بندی می شوند.منطقه زیر نمودار TS دارای واحدهای انرژی است. این یک جز a از انرژی آزاد گیبس آن سیستم است. این روند ممکن است افزایش یا کاهش یابد ، خواه روند برگشت پذیر باشد یا برگشت ناپذیر ، بی ربط باشد ، زیرا ممکن است توسط اصطلاحات دیگر مانند حالت انرژی داخلی U و میزان فشار PV تعیین شود.
چرا نمی توانیم فرآیندهای برگشت ناپذیر را بر روی نمودار T - S ترسیم کنیم؟وقتی ما یک فرایند را به عنوان یک خط پیوسته ، منحنی و غیره از حالت ها با استفاده از متغیرهای ترمودینامیکی ترسیم می کنیم ، فرض می کنیم که هر نقطه از نمودار نشان دهنده یک حالت تعادل است ، به عنوان مثال ، فرایند در حال انجام یک سری "شبه استاتیک" یا حالتهای "شبه تعادل". به عنوان مثال ، برای چرخه تبرید Rankine به نمودار T-S زیر مراجعه کنید. فرآیندهای کمپرسور ، کندانسور و اواپراتور هر کدام برگشت پذیر هستند. فرآیند شیر انبساط (گاز) نیست. توجه داشته باشید که چگونه با یک سری خط هش نشان داده می شود که نشان می دهد حالت های بین 3 تا 4 حالت تعادلی نیستند. آنتالپی در حالت 3 و حالت 4 یکسان است اما یک روند آنتالپی ثابت نیست. اگرچه Zemansky نمودار T-S را جدا می کند ، اما این مورد در نمودارهای دیگر فرایندها صدق می کند. .تصویر
"... خواص فقط هنگامی تعریف می شوند که یک سیستم در تعادل باشد. اگر فرآیندی شامل نیروهای محدود و نامتعادل باشد ، سیستم می تواند از حالت های غیرتعادلی عبور کند ، که ما نمی توانیم آنها را درمان کنیم. با این حال ، یک ایده آل سازی بسیار مفید این است که فقط نیروهای نامتعادل نامحدود وجود دارد ، بنابراین می توان روند کار را در یک سری از حالت های شبه تعادل در نظر گرفت.در حالت تعادل T و S برای یک فرایند شبه استاتیک کاملاً مشخص هستند ، بنابراین می توانید هر فرآیند شبه استاتیک را روی نمودار T-S ترسیم کنید. اما در این حالت منطقه زیر فرآیند از نقطه 1 تا نقطه 2 معنی ندارد. در حالی که اگر فرایند برگشت پذیری را در نظر بگیرید ، منطقه گرمای سیستم را مبادله می کند تا از 1 به 2 برسد.
$ds=\frac{\delta q_{rev}}{T} \rightarrow Q_{rev}=\int_{1}^{2}Tds$و$ds\not=\frac{\delta q_{irrev}}{T} \rightarrow Q_{irrev}\not=\int_{1}^{2}Tds$
تغییر آنتروپی یک سیستم توسط در طی فرایند برگشت پذیر ، انتقال انرژی به عنوان گرما به سیستم از محیط اطراف داده می شود
. در اینجا T و S به عنوان متغیرهای مستقل انتخاب می شوند. منطقه زیر منحنی است. قانون اول ترمودینامیک می دهد. همچنین برای یک روند برگشت پذیر ، می توانیم بنویسیم ،
از این رو،
برای یک روند چرخه ای ، معادله فوق به کاهش می یابد
برای یک روند چرخه ای ، معادله فوق به کاهش می یابد
برای یک فرایند چرخه ای نشان دهنده برهم کنش گرمای خالص است که برابر با کار خالص انجام شده توسط سیستم است. از این رو منطقه محصور در یک چرخه روی نمودار T - S نشان دهنده کار خالص انجام شده توسط یک سیستم است. برای یک روند آدیاباتیک برگشت پذیر ، ما این را می دانیم
از این رو یک روند آدیاباتیک برگشت پذیر را فرآیند ایزنتروپیک نیز می نامند. در نمودار T - S ، چرخه کارنو را می توان همانطور که در شکلتصویر نشان داده شده است ، نشان داد. سطح زیر منحنی 1-2 نشان دهنده انرژی جذب شده به عنوان گرما توسط سیستم در طی فرآیند هم دما است. سطح زیر منحنی 3-4 انرژی رد شده توسط سیستم به عنوان گرما است. منطقه سایه دار نشان دهنده کار خالص انجام شده توسط سیستم است.
ما قبلاً دیده ایم که کارایی چرخه کارنو که بین دو مخزن حرارتی در دمای T1 و T2 کار می کند توسط
این فرض بر این است که مایع کار یک گاز ایده آل است. با ارائه چرخه کارنو در نمودار T - S می توان به مزیت نمودار T - S پی برد. اجازه دهید سیستم در طی فرآیند انبساط هم دما از 1-2 آنتروپی خود را تغییر دهد. کار خالص ناحیه ای است که در داخل منحنی شکل گرفته توسط فرایند چرخه محصور شده است ، و برای فرایندهای برگشت پذیر گرمای اضافه شده منطقه زیر منحنی تشکیل شده توسط فرایند جمع آوری گرما است $( Qrev=∫TdS )

$اگر نمودار شما به درستی مقیاس بندی شده باشد ، می توان با تقسیم مقادیر نشان داده شده توسط این دو ناحیه ، بازده حرارتی را محاسبه کرد.منطقه زیر نمودار TS دارای واحدهای انرژی است. این یک جز a از انرژی آزاد گیبس آن سیستم است. این روند ممکن است افزایش یا کاهش یابد ، خواه روند برگشت پذیر باشد یا برگشت ناپذیر ، بی ربط باشد ، زیرا ممکن است توسط اصطلاحات دیگر مانند حالت انرژی داخلی U و میزان فشار PV تعیین شود.
مسئله این است که یک سیستم در طول تغییرات حالت ترمودینامیکی مشخصی ندارد ، مگر در مواقعی که روند بسیار کند انجام می شود ، یعنی یک فرایند شبه استاتیک.
یک مثال ممکن است انبساط آهسته گاز به حجم بیشتری باشد ، در این حالت آنتروپی در دمای ثابت افزایش می یابد و منطقه ST تلفات انرژی آزاد است. به همین ترتیب فشرده سازی انجام شده از نظر شبه آماری اجازه می دهد تا اصطلاح ST نزدیک شود و این یک بار دیگر در کاهش آنتروپی سیستم نقش دارد. کار برای گرم کردن آن مورد هماهنگ است ، که برای محیط زیست از بین می رود ، و روند کلی را برگشت ناپذیر می کند.
بنابراین مفهومی که توصیف کردم به طور کلی کاربرد محدودی دارد. به همین دلیل است که در شیمی مسیر واقعی در مقابل زمان در ترمودینامیک مطالعه نمی شود ، بلکه متعلق به سینتیک است.i hope i helped roham hesami smile260 smile261
تصویر

ارسال پست