إن فهم التغيرات الناجزة المحددة أمر حاسم في الديناميات الحرارية، لا سيما عند تحليل مختلف العمليات، وسترشدكم هذه المادة من خلال الخطوات اللازمة لحساب التغيرات البرمجية المحددة في سيناريوهات الدينامية الحرارية المختلفة.

ما هو محدد الانتروبي؟

إن التلاعب المحدد هو مقياس للاضطرابات أو العشوائية في نظام لكل كتلة من الوحدات، وهو مفهوم أساسي في الديناميات الحرارية، يؤدي دورا حيويا في القانون الثاني لعلم الدينامية الحرارية.

المفاهيم الرئيسية في الديناميكا الحرارية

  • العمليات الحرارية تحدث في حالة النظام بسبب الحرارة و التفاعلات في العمل
  • العمليات القابلة للعكس واللارجعة: يمكن عكس مسار العمليات القابلة للنقض دون ترك أي تغيير في النظام أو المحيط، في حين لا يمكن أن تكون العمليات التي لا رجعة فيها.
  • نقل الحرارة: نقل الطاقة الحرارية من جسم أو نظام إلى آخر.

حساب التغييرات الجاهزة المحددة

1- للغازات المثلية

وبالنسبة للغاز المثالي، يمكن حساب التغيير في نسخة طبقية محددة (( Delta s)) باستخدام المعادل التالي:

ads = cp * ln(T2/T1) - R * ln(P2/P1 > ]

أين:

  • (د) = تغيير في نسخة محددة
  • cp = حرارة محددة عند ضغط ثابت
  • T1 T2 = درجات الحرارة الأولية والنهائية
  • P1، P2 = الضغوط الأولية والنهائية
  • R = ثابت للغاز المحدد

2 - بالنسبة لعمليات تغير المرحلة

وخلال التغييرات في المرحلة، يمكن حساب تغييرات محددة في النسخ باستخدام الحرارة الكامنة للمادة:

ads = L/T]

أين:

  • (د) = تغيير في نسخة محددة
  • لام = الحرارة المتأخرة (اللحوم اللازمة لتغيير المرحلة)
  • T = درجة الحرارة المطلقة خلال تغير المرحلة

3 - عمليات المجلدات الثابتة

وفيما يتعلق بالعمليات التي تحدث بحجم ثابت، يمكن تحديد التغيير الافتراضي المحدد باستخدام المعادل التالي:

ads = cv * ln(T2/T1)]

أين:

  • (د) = تغيير في نسخة محددة
  • cv = حرارة محددة في الحجم الثابت
  • T1 T2 = درجات الحرارة الأولية والنهائية

أمثلة على حسابات محددة للتغييرات الجاهزة

المثال 1: الغازات المثلية

النظر في الغاز المثالي مع المعايير التالية:

  • cp = 1.005 kJ/kg)K
  • T1 = 300 K
  • T2 = 600 K
  • P1 = 100 كيلوباسكال
  • P2 = 400 كيلوباسكال

باستخدام الصيغة:

ads = cp * ln(T2/T1) - R * ln(P2/P1)]

الاستعاضة عن القيم:

ads = 1.005 * ln(600/300) - R * ln(400/100)]

المثال 2: تغير المرحلة

النظر في تغير الماء من السائل إلى البخار عند 373 كيلو غراماً مع تسخين دقيق في الاختناق قدره 2260 كيلوجول/كغم:

باستخدام الصيغة:

ads = L/T]

الاستعاضة عن القيم:

ads = 2260 / 373]

المقتطف 3: عملية الحجم الثابتة

بالنسبة للغاز الذي له البارامترات التالية:

  • cv = 0.718 kJ/kg)K
  • T1 = 250 K
  • T2 = 350 K

باستخدام الصيغة:

ads = cv * ln(T2/T1)]

الاستعاضة عن القيم:

ads = 0.718 * ln(350/250)]

خاتمة

فحساب التغيرات البرمجية المحددة ضروري لفهم العمليات الدينامية الحرارية، وباستخدام الصيغ المناسبة للغازات المثالية، والتغييرات التدريجية، وعمليات الحجم الثابتة، يمكنك تحليل التغيرات الجاهزة في مختلف النظم بصورة فعالة.