Entalpia Entropia eta Termodinamikaren Bigarren Legea

Helburua da hurrengo kontzeptuen oinarriak garatzeko:

• Barne energia eta termodinamikaren Lege Bat

• Sistema baten prozesu ziklikoa eta arbitrarioa

• Birreversibilitatea eta Irreversibilitatea

• Entropia eta Enthaplia

• Termodinamikaren Lege Bi

Barne energia eta termodinamikaren Lege Bat

Sistema baten molekulu baten energia sistema honen ezaugarritasunekin lotuta dagoenean, Barne Energia (u) deitzen zaio.
Energia ezin da sortu edo desagertu eta sistemaren barne energia (u) aldaketak gertatzen dira energia-sistemaren mugan pasatzen den heinean.
Hala nola, termodinamikaren lege bat hurrengo eran adieraz daiteke kalor-lanak sistemarekin elkarrekiko dituzten interakzioetan.

Aurreko ekuazioan u unitate-masaeko barne energia da, eta q eta w unitate-masaeko kalor eta lanak dira hurrenez hurren. Aurreko ekuazioan hartutako senadura-konbentzioa hau da:
dq > 0 (positiboa dela kontsideratzen da) ⇒ Kalore-sistema
dq < 0 (negatiboa dela kontsideratzen da) ⇒ Kalore-sistema
dw > 0 (positiboa dela kontsideratzen da) ⇒ Sistemak egiten duen lan
dw < 0 (negatiboa dela kontsideratzen da) ⇒ Sistemari egiten den lan

Sistema baten Prozesu Ziklikoa eta Arbitrarioa

Termodinamikaren Lege Batren forma garrantzitsuenetako bat lortzen da

Gehitu dezakegu aurreko ekuazioa prozesu zikliko baterako.

Sistema bat zikliko prozesuan dagoela esaten da, kalor-lanak ekiditen duten aldaketak egin ondoren, egoera hasierara itzultzeko.

Kontuan hartu beharreko puntukak:

1. Egoera-edozeinaren diferentzialen integrazioa bere mugaen arteko aldea da.

2. Egoera finala egoera hasierarekin berdina da eta sistema baten barne energiaren aldaketa ez dago.

Hala nola

Aurreko ekuazioan barne energiaren egoera hasiera eta amaiera i eta f izenekoak dira. Orduan, aurreko ekuazioan ordezkatuz, ondorengo moduan geratzen da,

(2) ekuazioa sistema batek egiten duen lan guztien integrala edo sistema batek egiten duen lan neto sistema batean sartzen den kalor guztien integralaren berdina dela adierazten du. Ingeniaritza termodinamika sistemak eta prozesuak ulertzeko konzeptuak aztertzen ditu gehiago.

Sistema baten Prozesu Arbitrarioa

Termodinamikaren Lege Batren emaitza da eta (1) ekuazioarekin lotuta dago sistema arbitrario bat badago.

Aurreko ekuazioan q eta w prozesuaren kalor eta lan totalak dira, eta uf eta ui barne energiaren (u) balio finala eta hasierak dira. Sistema adiabatiko isolatu eta gorrotxatsu batean (w = 0, q = 0), barne energiak (u) aldatzen ez du. Orduan, (2) ekuazioko prozesu zikliko baten arabera.

Birreversibilitatea eta Irreversibilitatea

Sistema bat prozesu baten ondorioz dagoela esaten da hasierako egoera amaierako egoerara aldatzen denean. Presioa, bolumena, entalpiak, tenperatura, entropia etab. aldaketa gertatzen dira termodinamikako prozesuan. Termodinamikaren Lege Bi prozesuak bi kategoriatan banatzen ditu

• Idealeko edo birreversiboak

• Naturaleko edo irreversiboak

Sistema batean temperatura (t) eta presio (p) aldaketa infinitesimalki direla, sistema prozesu baten ondorioz dagoela, prozesu hori egoera oso zerrendatsuan edo birreversibilitatea hurbiltzen ari dela esaten da.
Prozesu bat barne-birreversibilea dela esaten da egoera hasierak alderantzizko noranzkoan berreskuratzen bada.
Prozesu bat kanpo-birreversibilea dela esaten da aldaketa honek dituen ingurumenak ere alderantzizko sekuentziatan birreversibilea izan daitezen.
Birreversibileko prozesua barnean eta kanpoan birreversibilea den prozesua da.
Zerbitzu profesionalak prozesu errealek aurkitzeko birreversibilitatea erabiltzen dute, eta prozesu errealek eta aktualek birreversibilitateari hurbiltzeko galerei murrizteko eta prozesuen efizientzia handitzeko.

Irreversibilitatea

Prozesu errealek birreversibilitatearen eskerrak bete ez dute, orduan prozesu hori irreversibile dela esaten da.
Irreversibileko prozesuan sistema eta ingurumenaren egoera hasierak ezin dira amaierako egoeratik itzuli. Entropiak sistema batean aldaketa nabarmena gertatzen da, eta balio hori ezin da amaierako baliotik hasierako baliora itzuli.
Irreversibilitatea presio, osagai, tenperatura, osagai aldaketen ondorioz gertatzen da, kalor-eskualdaketa, solido eta likideen arrastalketa, reakzio kimikoekin. Profesionalak jarduten ari dira irreversibilitatearen efektuak murrizteko prozesuetan eta mekanismoetan.

Entropia eta Enthaplia

Barne energia bezala, Entropia eta Enthaplia termodinamikako ezaugarriak dira. Entropia s sinboloarekin adierazten da, eta entropiaren aldaketa Δs kJ/kg-K-tan. Entropia desordenaren egoera da. Entropia bigarren Legea da, termodinamikaren, sistema eta ingurumenaren entropiaren aldaketa Unibertsorekin erlazionatzen duena.
Entropia definitzen da kalor-eskualdaketa absolutuaren tenperaturarekin sistema batean birreversibileko bide termodinamiko baterako.

Non, qrev birreversibileko bide batean eskualditako kalorra adierazten du.
Enthaplia (h) egoera-edozeinaren ezaugarria da, eta hurrengo moduan definitzen da,

Non, h enthaplia espesifikoa, u barne energia espesifikoa, v bolumen espesifikoa, p presioa.
(1) ekuaziotik

Beraz

(4) ekuazioa diferentziatuz eta aurreko ekuazioan ordezkatuz, ondorengo moduan geratzen da

Bi ekuazio hauek birreversibileko prozesuetan entropiaren aldaketa barne energiaren eta bolumenaren aldaketean eta enthapiaren eta presioko aldaketean erlazionatzen dituzte.
Ekuazio hauek dituzten kantitate guztiak egoera-edozeinen ezaugarriak direnez, entropia ere termodinamikaren ezaugarria da.

Termodinamikaren Lege Bi

Termodinamikaren Lege Bi unibertsoko muga deskribatzen ditu zer egin dezakeen aspektuan. 2nd Legea inefizientzia, hondamen eta degenerazioarekin lotuta dago.
Egunero egiten ditugun ekintzak inefiziente eta irreversibileak dira.
Termodinamikaren 2nd Legea entropiarekiko modu errazagoan adieraz daiteke:
Entropia definitzen da sistema itxi batean sartzen den kalor neurgitua (dqrev) eta kalor-eskualdaketa gertatzen den puntuan dagoen tenperatura arruntaren (T) arteko ratioa.

Termodinamikaren Lege Biharra "Entropiaren aldaketa ez negatiboa dela" esaten du.
EDO
Unibertsoko energia desordenatzearen egoera-ra jotzen ari da

Erakuspena: Itzali jatorrizkoa, partekatzeko balio duen artikulu guztiak. Iruzkina egiten baduzu, kontaktatu ezabatzeko.