Termodinamični procesi
- 1149
- 276
- Dexter Koch
Pojasnjujemo, kaj so termodinamični procesi, vrste, ki obstajajo, in dajejo več primerov
Kateri so termodinamični procesi?
The Termodinamični procesi Gre za procese, v katerih se preučevalni termodinamični sistem spremeni. Med to spremembo stanja se gibanje energije pojavi bodisi znotraj sistema bodisi med sistemom in okolico. Pravzaprav je to razlog, zakaj se imenujejo Termodinamični procesi, glede na to termos- Se nanaša na toploto (oblika energije) in -dinamično Se nanaša na gibanje.
S spremembo stanja ni nujno, da ni narejen od trdne do tekočine ali plinske tekočine (čeprav so to tudi termodinamični procesi), ampak na spremembo državnih funkcij, torej v spremenljivkah, ki opredeljujejo stanje stanje sistema, kot so temperatura, prostornina in tlak.
Termodinamični procesi se pojavljajo povsod. Pravzaprav lahko praktično vsak postopek sprememb, za katerega je mogoče določiti sistem, šteje za termodinamični postopek. Od taljenja sladoleda do delovanja motorja z notranjim zgorevanjem ali delovanja mešalnika.
Vrste termodinamičnih procesov
Obstajajo številni termodinamični procesi, zato jih je treba razvrstiti, da bi olajšali njihovo študijo. Glavna merila za razvrščanje termodinamičnih procesov so:
- Glede na menjalni tečaj v sistemu
- Glede na državno funkcijo, ki ostaja konstantna
- Po drugem zakonu termodinamike
1. Vrste termodinamičnih procesov glede na menjalni tečaj
-
Spremembe sistema
Za to vrsto termodinamičnega procesa je značilen prehod sistema iz začetnega stanja v končno, oba pa je opredeljena z ustreznim številom spremenljivk stanja. Pri tej vrsti procesov je sistem v termodinamičnem ravnovesju tako v začetnem kot v končnem stanju, spremembe pa povzroči zunanje sredstvo.
Vam lahko služi: Petrije: značilnosti, funkcije, uporabite primerePrimer postopka sprememb v sistemu se v tem primeru sprememba stanja zgodi v plin, ki je znotraj jeklenkeTermodinamično ravnovesje je makroskopsko stanje, kar pomeni, da sistem ne bo doživel nobene spremembe, razen če ga ne moti nekatera zunanja sila. To je lahko sestavljeno iz prispevka energije v obliki toplote, dela, med drugim.
Treba je opozoriti, da pri preučevanju procesov sprememb v sistemu večkrat (čeprav ne vedno) sam postopek ni pomemben, ampak le začetno in končno stanje.
-
Ciklični procesi
V mnogih situacijah, zlasti pri gradnji strojev, ki temeljijo na termodinamičnih procesih, se sistem predloži v nabor procesov sprememb stanja, ki se začnejo od začetnega stanja, prehajajo skozi niz vmesnih stanj in se spet konča Tako dokončate cikel.
Procesi znotraj valja motorja za notranje zgorevanje so ciklični procesi, ki se nenehno ponavljajo, da se motor izvajaCiklični procesi ne povzročajo neto spremembe v stanju sistema (ker se začnejo in končajo v istem stanju), vendar glede na to, kako se cikel izvaja, lahko proizvedejo neto prenos energije iz dela okolice na drugi ali med dvema ločenimi sistemi.
Primer cikličnih procesov je tisto, kar se zgodi znotraj batov motorja za notranje zgorevanje, pa tudi nabor procesov, ki se pojavljajo znotraj kompresorja hladilnih sistemov.
-
Procesi pretoka
Procesi pretoka se razlikujejo od drugih dveh vrst procesov, v katerih je sistem sestavljen iz zadeve, ki je v določenem času znotraj vsebnika, skozi katero prehaja stalen pretok snovi.
Vam lahko služi: etilen glikol: lastnosti, kemična struktura, uporabaCevi v tovarni, v kateri se pojavljajo procesi pretokaTe vrste termodinamičnih procesov se običajno uporabljajo v inženirstvu, lastnosti, ki nas zanimajo reaktantna mešanica itd.
2. Vrste termodinamičnih procesov glede na državno funkcijo, ki ostaja konstantna
Za olajšanje njihove analize in razlage se izvajajo številni termodinamični procesi vzdrževanja ene ali več konstantnih spremenljivk. Na ta način je mogoče določiti učinke na sistem sprememb majhnega števila spremenljivk. Zaradi tega je mogoče določiti različne vrste termodinamičnih sistemov, s katerimi spremenljivka ostane konstantna. To so:
-
Izotermalni procesi (t = ctte)
So tisti procesi, v katerih temperatura ostane konstantna. Kljub temu, da se ne zdi intuitivno, dejstvo, da se temperatura ne spreminja, še ne pomeni, da ni prenosa toplote. Med temi procesi ni nobene spremembe notranje energije sistema.
-
Izokorični procesi (v = ctte)
So procesi, ki se pojavljajo brez sprememb glasnosti. Na splošno se pojavljajo v zaprtih sistemih s togimi stenami (ki ne morejo biti deformirani). Imenujejo se tudi izovolumetrični in izometrični. Zanje je značilno, da ne vključujejo širitvenega dela P-V.
-
Izobarični procesi (p = ctte)
To je morda najpogostejša vrsta termodinamičnega procesa, s katerim smo naleteli na svoje vsakdanje življenje. Za njih je značilen stalen tlak.
-
Adiabatski procesi (q = 0)
To so procesi, ki se pojavljajo brez kakršnega koli prenosa toplote. Običajno jih zamenjujejo z izotermalnimi procesi, saj, ker ni prenosa toplote, mnogi domnevajo, da ni spremembe temperature. Vendar to ni tako.
-
Izoentropski procesi (s = ctte)
So procesi, v katerih entropija sistema ostane konstantna.
-
Izoentalpični procesi (h = ctte)
To so tisti procesi, v katerih entalpija sistema ostane konstantna.
Vam lahko služi: natrijev tiosulfat (NA2S2O3)3. Vrste termodinamičnih procesov v skladu z drugim zakonom termodinamike
Drugi zakon se uporablja za napovedovanje spontanosti termodinamičnih procesov. Na podlagi tega je mogoče razlikovati naslednje vrste procesov:
-
Spontani procesi
So tisti, ki pomenijo povečanje entropije vesolja in se zato pojavljajo spontano (seveda).
-
Reverzibilni procesi
Ta vrsta procesov ne vključuje sprememb v entropiji vesolja in je zato v ravnovesju. So reverzibilni procesi, ki se lahko pojavijo v obe smeri.
-
Nepovratni procesi
To so tisti, ki pomenijo zmanjšanje entropije vesolja in se zato ne dogajajo naravno od začetnega stanja do konca, ampak v nasprotni smeri.
Primeri termodinamičnih procesov
- Carnotov cikel je Ciklični postopek od 4 faz, na katerih temeljijo hladilni sistemi, kot so reference.
- Izhlapevanje luže vode je primer a Nepovraten termodinamični proces.
- Oblikovanje zmrzali v zamrzovalniku je a Nepovraten postopek.
- Hlajenje plina, ki ga pritisne s tem, da mu pustite, da uhaja v steklenico, je primer a približno adiabatski proces.
- Izgorevanje kuhinjskega plina se pojavlja v zraku pri stalnem atmosferskem tlaku, zato velja izobarični proces.
- Ogrevanje vode v grelniku plina je a Proces pretoka, Ker voda vstopi in pušča cev s konstantno hitrostjo, hkrati pa absorbira toploto iz zgorevanja.