RP енергиен лексикон - ентропия, променлива на състоянието, енергийни технологии, топлина, механична енергия,

Определение: променлива на състоянието в термодинамиката, която е свързана с микроскопичното разстройство на системата

Оригинално създаване: 28.02.2013; последна промяна: 14.07.2020

Физическата концепция за ентропията е разработена във връзка с доста абстрактни съображения в термодинамиката. Това е така наречената променлива на състоянието (със символа на формулата С. ), които обаче не могат да бъдат измерени директно и не могат лесно да бъдат уловени. Ентропията е свързана с микроскопичното разстройство на системите, например с разстроеното движение на атоми или молекули в газ.

Някои основни правила

Въпреки че е много трудно да се опише цялостно и да се разбере концепцията за ентропия, могат да се дадат някои относително прости правила, въз основа на които редица връзки в енергетиката могат да бъдат добре обяснени:

Когато една система, изолирана от външния свят, е в равновесие, нейната ентропия остава постоянна. Неговото макроскопично състояние не се променя (въпреки възможните микроскопични промени), така че нито една от променливите на неговото състояние също.
Ако системата получава количество топлина отвън Въпрос: се доставя (по обратим начин), неговата ентропия се увеличава с количеството Δ С. = Въпрос:/т в, къде т е абсолютната температура на системата. И обратно, неговата ентропия намалява, когато топлината тече навън.
Общата ентропия на затворена система все още може да се увеличи, ако все още не е в равновесие, но никога не може да намалее. (Вторият закон на термодинамиката може да бъде формулиран по такъв начин, че всички процеси да са невъзможни, което би намалило общата ентропия.) Състоянието на равновесие винаги има по-висока обща ентропия от състоянията, от които може да се достигне.
Добавянето на механична или електрическа енергия към системата не трябва да увеличава ентропията; тя също може да остане постоянна. Следователно тези форми на енергия могат да се разглеждат като „entropielos“; това е чиста ексергия.

Последствия

Провеждане

Ако две тела при различни температури са в контакт, може да се получи топлопроводимост: Топлината тече от по-топлото към по-студеното тяло. Поради запазването на енергията, по-студеното тяло получава точно толкова топлина, колкото по-топло тяло отделя. Ентропията на по-студеното тяло се увеличава по-силно, отколкото ентропията на по-топлото тяло намалява, тъй като за последното стойността на Въпрос:/т е по-малък по размер. Следователно общата ентропия се увеличава поради проводимостта на топлината.

Ако проводимостта на топлина трябва да се осъществи в обратна посока, това би означавало намаляване на общата ентропия и това е просто невъзможно съгласно втория закон на термодинамиката.

Топлинна помпа

С помощта на термопомпа можете квази да „принудите“ топлинен поток от охладител към по-топло тяло, но само с определен запас от ексергия (например за механично задвижване). Тази ексергия (енергия без ентропия) допринася за генерирането на топлина: подадената топлина към по-топлото тяло е по-голяма с това количество, отколкото отвеждането на топлина от по-хладното тяло. Това води до допълнително увеличение на ентропията и този принос трябва да бъде толкова висок, че общата ентропия да не намалява. Този факт води до теоретична граница за постижимия коефициент на работа на термопомпата. В идеалния случай общата ентропия остава непроменена, подаването на топлина към по-топлото тяло е по-високо в съотношението на (абсолютните) температури, отколкото отвеждането на топлина от другото тяло, а разликата в количеството топлина трябва да се подава като задвижваща енергия.

електрическо отопление

Електрическият нагревател преобразува електрическата енергия, която е без ентропиел, в топлина. Това неизбежно създава ентропия - колкото повече се генерира повече топлина и толкова по-ниско е нивото на температурата. Процесът е необратим (необратим). Това се отнася в по-малка степен за електрическото производство на високотемпературна топлина (например в производството на стомана).

бойлер

При котлите също високотемпературната топлина първоначално се генерира чрез изгаряне, но след това веднага се превръща в нискотемпературна топлина - със силно нарастване на ентропията. Това показва, че трябва да има по-ефективни методи, напр. Б. термопомпи.

Топлинен двигател

Топлинният двигател отнема топлина от горещ резервоар, преобразува част от него в механична енергия и прехвърля останалото като топлина в по-студен резервоар. Преобразуването на цялата топлина в механична енергия е невъзможно, тъй като това би намалило ентропията на по-горещия резервоар, без да увеличи ентропията другаде. В идеалния случай машината би била толкова ефективна, че намаляването на ентропията на горещия резервоар се компенсира точно от увеличаването на ентропията на охладителния резервоар; ефективността тогава ще съответства на ефективността на Карно.

Топлинен двигател, който не трябва да подава отпадъчна топлина в по-студен резервоар, т.е. да преобразува топлината напълно в ексергия, би бил машина за вечно движение от втори тип. Такава машина за вечно движение е невъзможна съгласно втория закон на термодинамиката.

Минимизиране на генерирането на ентропия за висока енергийна ефективност

Увеличаването на ентропията в даден процес не означава непременно директна загуба на енергия. Това обаче означава, че процесът е необратим и по този начин ограничава бъдещите възможности за действие. Често това след това води косвено до загуби на енергия.

Следователно е важно в много ситуации да се извършват технически процеси по такъв начин, че да се генерира възможно най-малко ентропия, т.е. H. че процесите остават обратими, доколкото е възможно (дори ако човек изобщо не иска да ги обърне). Някои примери за това:

Въпроси и коментари от читатели

„Количество състояние в термодинамиката, което е свързано с разстройството на системата“ - сериозен ли сте? Това не е определение. Горещото е състояние, свързано с пожар: така попада вашата дефиниция.

Разбирам критиката ви, но за съжаление няма убедително, по-добро предложение. Ентропия е термин, който се основава на доста сложна концепция, която не може да бъде обяснена с едно изречение. Във всеки случай не съм виждал разумно кратко определение, което да е разбираемо и следователно полезно. Така че за съжаление ще трябва да прочетете повече - например статията ми - за да получите разумна представа за термина „ентропия“.

Това твърдение ме обърква: „Ако системата получава количество топлина отвън Въпрос: се доставя (по обратим начин), неговата ентропия се увеличава с количеството Δ С. = Въпрос:/т в. " Мислех, че няма промяна в ентропията при обратими процеси.

Обратимостта тук означава, че се получават само незначителни температурни градиенти - че доставяната топлина се взема от система, която има практически същата температура. В тази ситуация нарастването на ентропията в едната система се компенсира от еднакво намаляване на ентропията в другата система; следователно общата ентропия остава непроменена.

Тук можете да предложите въпроси и коментари за публикуване и отговор. Авторът на RP-Energie-Lexikon ще вземе решение за приемането според определени критерии. По същество въпросът е, че въпросът е от широк интерес.

Ако получите помощ тук, може да искате да върнете услугата с дарение, с което подкрепяте по-нататъшното развитие на енергийния речник.

Защита на данните: Моля, не въвеждайте тук никакви лични данни. И без това не бихме ги публикували и скоро щяхме да ги изтрием. Вижте и нашата политика за поверителност.

Ако искате лична обратна връзка или съвет от автора, моля, пишете му по имейл.

С изпращането си давате съгласието си да публикувате вашите записи тук в съответствие с нашите правила.

Ако харесвате този уебсайт, моля, уведомете вашите приятели и колеги - д. Б. чрез социалните медии, като кликнете тук:

Тези бутони за споделяне са настроени по начин, удобен за защита на данните!

Код за връзки на други уебсайтове

Ако искате да публикувате връзка към тази статия другаде (например на вашия уебсайт, социални медии, дискусионни форуми или в Уикипедия), можете да намерите кода тук. Такива връзки могат да бъдат Б. бъдете много полезни за обяснения на думи.

HTML връзка към тази статия:

С изображение за предварителен преглед (вижте полето точно над това):

Ако смятате за подходящо да поставите линк в Уикипедия, напр. Б. под "== Уеб връзки ==":

Отоплителни циркулационни помпи - пренебрегваните разточители на енергия

Много стари циркулационни помпи губят много електрическа енергия, тъй като са лошо проектирани, са оразмерени ненужно големи или работят ненужно дълго. Но тъй като не ги попадате в ежедневието, те не привличат вниманието.

Това може да бъде много важно: Помпа със 100 W входна мощност консумира 876 kWh годишно, което ви струва приблизително 300 евро. След 10 години вече 3000 €!

Дори ако старата ви циркулационна помпа ще продължи да работи години наред, замяната й с нова високоефективна помпа също може да се изплати финансово за кратко време.