热力学的漏洞或可用性|热力学中的死亡状态

经过 | 2019年3月14日
当系统不平衡时(或死亡状态在这种情况下,周围环境有机会转换从均衡的偏离,以做一些有用的工作。
例如;
  1. 如果温度之间存在差异系统和环境然后,可以利用该温差在热发动机的帮助下产生有用的工作。
  2. 如果系统和周围之间存在压力差,则可以利用这种压力差来在涡轮机的帮助下获得一些有用的工作。

可用性/可用能源/ Deergeny

首先,我们都应该知道可用性,可用的能量和排泄物是同一件事的不同名称。

给定系统的驱逐被定义为在系统中获得的过程中获得的最大有用工作(总工作减去P * DV工作),其中系统与周围环境均衡。Deergy是一种复合物业,这意味着其价值取决于系统和周边环境。

要了解什么,我们必须首先了解一种形式的转换原则活力进入另一个。

让我们借用热量和工作。两者都是能量的形式。

但我们都知道工作可以完全转化为热量,但热量不能完全转换成工作。

意思是

W→问:

但是,q→w + q拒绝了

这是高档和低级能量的概念。

高品位能量是一种能量,可以完全转换为工作。例如,电能,机械能量等10bet网上娱乐

低级能量是不能完全转换成工作的能量类型。例如,分子间能量,热能等。

漏洞

单词可用性在低级能量的背景下使用。

低级能量的可用能量(可用性或漏极)象征着对给定周围环境的低级能量的工作潜力的数量。

这意味着可用性是可以从热力学系统相对于给定周围环境中提取的最大工作量。

和在这种能量转换中留下作为低级能量的最小能量量anergy

将热能(热量)转换为工作的可用性

让我们考虑一个可逆的热力发动机。

热力学中的死亡状态

最大效率可逆热动发动机,根据carnot的定理

η= 1 - (t2/ T.1

因此,从热力发动机获得的最大工作。

W.最大= Q.1[1 - (t2/ T.1

从上面的等式,我们可以得出两个结论。

  1. 可从热力发动机获得的最大工作与其工作温度的差异成正比。
  2. 将低级能量转换为高档能量(工作)的低级能量(Anergy)的数量是Q.1(T.2/ T.1

Deertgy对源极温度的依赖性

让我们考虑一种热发动机,可以从两个不同的源温度上采取相同数量的热量(t1和T2)。

在哪里:T.1> T.2> T.0.

热力学的可用性

现在,从热量发动机获得的可用能量(AE),同时从带温度T源获得热量1

AE.T1.= Q.1[1 - (t0./ T.1

现在,从热量发动机获得的可用能量(AE),同时从带温度T源获得热量2

AE.T2.= Q.1[1 - (t0./ T.2

从上面的等式中,我们可以轻松找到

AE.T1.> AE.T2.

并且

AE.T1.- AE.T2.= Q.1* T.0.[(1 / t2) - (1-T1

因此,始终建议从高温源中提取热量以获得最大工作。

固定闭合热力系统的可用性

让我们考虑一个闭合的热力学系统(如图所示)。

可用性

系统的初始状态是p1,V.1,T.1,S.1,U.1和系统的最终状态是p0.,V.0.,T.0.,S.0.,U.0.

该系统正在从温度t的源供热0.并产生工作W.

在哪里:

P:压力

T:温度

v:卷

S:熵

U:内部能量

q =Δu+ w

q = U.0.- U.1+ w ...(1)

来自熵原则改变我们知道的系统

(S.0.- S.1) - (q / t0.)≥0

q≤T.0.(S.0.- S.1)...(2)

从等式(1)和(2)

w≤u1- U.0.+ T.0.(S.0.- S.1

w≤(u1- T.0.S.1) - (你0.- T.0.S.0.)...(3)

可用的能量

上图显示了具有初始卷V的系统1和最终卷V0.在压力p.0.

从这种系统中获得的有用工作将是

W.有用= w - p0.(V.0.- V.1)...(4)

哪里p.0.(V.0.- V.1)是针对周围环境的工作,这对我们来说并不有用。

W.有用≤(U.1+ P.0.V.1- T.0.S.1) - (你0.+ P.0.V.0.- T.0.S.0.

W.最大=(U.1+ P.0.V.1- T.0.S.1) - (你0.+ P.0.V.0.- T.0.S.0.

W.最大=Ø.1- Ø0.

在哪里:

1+ P.0.V.1- T.0.S.1=Ø.1

0.+ P.0.V.0.- T.0.S.0.=Ø.0.

Ø称为可用性功能

热力学系统的死状态

当系统均衡到其周围环境时,这意味着系统的可用性为零,在死状态下调用它。没有有用的工作可以从处于死状态的系统中获得。

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