Entalpiya Entropiya At Saka ang Ikalawang Batas ng Termodinamika

Ang layunin ay maipababa ang mga pangunahing pag-unawa sa mga sumusunod na konsepto:

• Pananagutan sa Loob at Unang Batas ng Termodinamika

• Ang sikliko at walang pinagmulan na proseso ng isang sistema

• Pagbabaligtad at Pagkakawala ng Pagbabaligtad

• Entropiya at Enthalpy

• Ikalawang Batas ng Termodinamika

Pananagutan sa Loob at Unang Batas ng Termodinamika

Kapag ang enerhiya ng isang molekula sa loob ng isang sistema ay nauugnay sa katangian ng sistema, ito ay tinatawag na Pananagutan sa Loob (u). Ang enerhiya hindi maaaring likha o mawasak at batay sa prinsipyong ito, ang pananagutan sa loob ng sistema (u) ay nagbabago kung ang enerhiya ay lumilipad sa hangganan ng sistema. Kaya ang unang batas ng termodinamika ay maaaring ipahayag bilang nasa ibaba kapag ang init/trabaho ay umiinteraksiyon sa sistema.

Sa itaas na ekwasyon, ang u ay ang pananagutan sa loob per-unit-mass at q at w ay init at trabaho per unit mass, respetibong. Ang sign convention na inadopt sa itaas na ekwasyon ay:
dq > 0 (itinuturing na positibo) ⇒ Pagsasalin ng init sa sistema
dq < 0 (itinuturing na negatibo) ⇒ Pagsasalin ng init mula sa sistema dw > 0 (itinuturing na positibo) ⇒ Trabaho na ginawa ng sistema
dw < 0 (itinuturing na negatibo) ⇒ Trabaho na ginawa para sa sistema

Sikliko at Walang Pinagmulan na Proseso ng Isang Sistema

Isa sa mga mahalagang anyo ng Unang Batas ng Termodinamika ay nakukuha kapag

Nagintegrate kami ng itaas na ekwasyon para sa isang sikliko na proseso.

Ang sistema ay sinasabing nasa sikliko na proseso, kapag pagkatapos magkaroon ng random na pagbabago dahil sa init/trabaho, bumabalik ito sa orihinal na estado nito.

Ang mga punto na dapat isipin ay:

1. Ang integrasyon ng anumang state property differential ay ang pagkakaiba ng mga limit nito.

2. Ang huling estado ay pareho sa orihinal na estado at walang pagbabago sa pananagutan sa loob ng sistema.

Kaya kapag

Ang unang at huling estado ng pananagutan sa loob sa itaas na ekwasyon ay kinakatawan ng i at f. Pagsubstitute nito sa ekwasyon (1), kaya,

Ang Ekwasyon (2) ay ang pagpapakita ng integral ng lahat ng trabaho na ginawa ng sistema o neto trabaho na ginawa ng sistema ay katumbas ng integral ng lahat ng pagsasalin ng init sa sistema. Engineering thermodynamics ay lalo pang nagpapalawak ng mga konsepto ng mga sistema at proseso.

Walang Pinagmulan na Proseso ng Isang Sistema

Ito ang resulta ng Unang Batas ng Termodinamika at may kaugnayan sa ekwasyon (1) kung ang sistema ay may walang pinagmulan na proseso.

Sa ekwasyong ito, ang q at w ay ang neto na naipadaloy na init at neto trabaho para sa proseso, samantalang ang uf at ui ay ang huling at unang halaga ng pananagutan sa loob (u). Sa isang matigas at isoladong adiabatic na sistema (w = 0, q = 0), kaya ang pananagutan sa loob (u) nito ay hindi nagbabago. Kaya mula sa ekwasyon (2) ng isang sikliko na proseso.

Pagbabaligtad at Pagkakawala ng Pagbabaligtad

Ang sistema ay sinasabing nasa proseso kapag ang orihinal na estado nito ay nagbabago sa huling estado. Ang mga katangian tulad ng presyon, volume, enthalpy, temperatura, entropy, atbp. ay nagbabago sa isang termodinamiko na proseso. Ang Ikalawang Batas ng Termodinamika ay nagkategorya ng mga proseso sa dalawang pamagat

• Perpektong o reversible na proseso

• Natural o irreversible na proseso

Kapag ang pagbabago ng temperatura (t) at presyon (p) ay maliliit sa isang sistema, na nasa proseso, ang prosesong ito ay maaaring ituring na malapit sa balanse o paparating sa pagbabaligtad.
Ang proseso ay sinasabing reversible-internally kung ang orihinal na estado ay muling inihanda sa kabaligtaran na direksyon.
Ang proseso ay sinasabing externally-reversible environment na kasama ang pagbabago ay maaari ring ibaligtad sa sequence.
Ang reversible-proseso ay isa na reversible sa parehong internally at externally.
Upang sukatin ang tagumpay ng mga tunay na proseso, ang mga propesyonal ay gumagamit ng reversible na proseso bilang sukat para sa paghahambing at pagdadala ng mga totoong at aktwal na proseso mas malapit sa pagbabaligtad sa pamamagitan ng pagbaba ng mga pagkawala upang mapataas ang epekisyente ng mga proseso.

Pagkakawala ng Pagbabaligtad

Kapag ang mga aktwal na proseso ay hindi nasasaklaw sa mga kailangan ng pagbabaligtad, ang proseso ay tinatawag na irreversible.
Sa irreversible na proseso, ang orihinal na estado ng sistema at paligid ay hindi maaaring ibalik sa orihinal na estado mula sa huling estado. Ang entropy ng sistema ay tumaas nang mabilis sa irreversible na proseso at ang halaga ay hindi maaaring ibalik sa orihinal na halaga mula sa huling halaga.
Ang irreversibility ay umiiral dahil sa pagbabago ng presyon, komposisyon, temperatura, komposisyon na pangunahing dulot ng pagsasalin ng init, friction sa solid at liquid, chemical-reaction. Ang mga propesyonal ay abala sa pagbibigay ng kanilang mga pagsisikap upang bawasan ang mga epekto ng irreversibility sa mga proseso at mekanismo.

Entropy at Enthalpy

Tulad ng pananagutan sa loob, ang Entropy at Enthaly ay mga katangian ng termodinamika. Ang entropy ay kinakatawan ng simbolo s at pagbabago ng entropy Δs sa kJ/kg-K. Ang entropy ay isang estado ng kalat. Ang entropy ay ang paksa ng ikalawang Batas ng Termodinamika na naglalarawan ng pagbabago ng entropy sa sistema at paligid sa konteksto ng Universe.
Ang entropy ay inilalarawan bilang ratio ng pagsasalin ng init sa absolute temperature sa isang sistema para sa reversible na termodinamiko na ruta.

Kung saan, ang qrev ay tumutukoy sa pagsasalin ng init sa isang reversible na ruta.
Ang Enthalpy (h) ay isang katangian ng estado at inilalarawan bilang,

Kung saan, ang h ay specific Enthalpy, u ay specific internal energy, v ay specific volume, p ay ang presyon.
Mula sa ekwasyon (1)

Kaya

Sa pamamagitan ng pagdifferensiyate ng eq (4) at pagsubstitute nito sa itaas na ekwasyon, kaya

Ang parehong ito na mga ekwasyon ay may kaugnayan sa mga pagbabago sa entropy para sa reversible na mga proseso dahil sa mga pagbabago sa pananagutan sa loob at volume sa una at sa pagbabago sa enthalpy at presyon sa huli na ekwasyon.
Dahil ang lahat ng bilang sa dalawang ekwasyong ito ay mga katangian ng estado, kaya ang entropy ay isang katangian ng termodinamika.

Ikalawang Batas ng Termodinamika

Ang Ikalawang Batas ng Termodinamika ay kilala sa paglalarawan ng mga limitasyon sa universe sa konteksto ng Ano ang maaaring gawin ng universe. Ang 2nd Law ay mas tungkol sa pag-uugali sa mga inefficiencies, decay at degeneration.
Ginagawa natin ang mga aktibidad sa aming araw-araw na buhay na may naturang inefficient at irreversible na mga proseso.
Ang 2nd law of thermodynamics ay maaaring mas convenient na ipahayag sa konteksto ng entropy:
Ang entropy ay inilalarawan bilang infinitesimal-change sa entropy ng isang sistema (dS) ay ratio ng measured quantity ng heat na pumasok sa closed system (dqrev) at ang common temperature (T) sa punto kung saan ang heat transfer ay naganap.

Ang Ikalawang Batas ng Termodinamika ay nagsasaad na “Ang pagbabago ng entropy ay itinuturing na non negative”.
O
Ang enerhiya ng universe ay paulit-ulit na nasa direksyon ng kalat

Pahayag: Respeto sa orihinal, mahusay na mga artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may infringement pakiusap na mag-delete.