כיצד לחשב שינויים אנטרופיים ספציפיים בתהליכי התרמודינמיקה
הבנת שינויים אנטרופיים ספציפיים היא חיונית בתרמודינמיקה, במיוחד כאשר ניתוח תהליכים שונים. מאמר זה ינחה אותך דרך השלבים הדרושים כדי לחשב שינויים אנטרופיים ספציפיים בתרחישים תרמודינמיקה שונים.
מה זה Entropy ספציפי?
אנטרופיה ספציפית היא מדד של ההפרעה או האקראיות במערכת לכל מסה יחידה.זהו מושג בסיסי בתרמודינמיקה, משחק תפקיד חיוני במשפט השני של התרמודינמיות.
מושגים מרכזיים ב-Thermodynamics
- תהליכי התרמודינמיקה: השינויים המתרחשים במצב של מערכת בשל אינטראקציות חום ועבודה.
- תהליכים בולטים ובלתי ניתנים להפיכה: ניתן לשנות תהליכים בלתי ניתנים לחזרה מבלי להשאיר שינוי במערכת או בסביבה, בעוד שתהליכים בלתי הפיכים אינם יכולים.
- העברה חמה: התנועה של אנרגיה תרמית מאובייקט או מערכת אחת לאחרת.
חישוב שינויים אנטרופיים ספציפיים
1.הגז האידיאלי
עבור גז אידיאלי, את השינוי במנזר מסוים (( Delta s) ניתן לחשב באמצעות המשוואה הבאה:
(ב) ⁇ = cp * ln(T2/T1) - R * ln(P2/P1 >FLT:1
איפה:
- ⁇ = שינוי במנזר ספציפי
- חום ספציפי בלחץ קבוע
- T1, T2 = טמפרטורה ראשונית ואחרונה
- P1, P2 = לחץ ראשוני וסופי
- R = גז קבוע
2.עבור תהליכי שינוי שלב
במהלך שינויים שלב, שינויים מסוימים אנטרופיים ניתן לחשב באמצעות החום המאוחר של החומר:
(ב) ⁇ =L/TFLT:1
איפה:
- ⁇ = שינוי במנזר ספציפי
- חום המנוח (חום נדרש לשינוי שלב)
- T = טמפרטורה מוחלטת במהלך שינוי
3.עבור תהליכי כרך קבועים
עבור תהליכים המתרחשים בנפח קבוע, ניתן לקבוע את השינוי האנטרופי הספציפי באמצעות המשוואה הבאה:
(ב) ⁇ ==גב"ם (T2/T1)
איפה:
- ⁇ = שינוי במנזר ספציפי
- חום ספציפי בנפח קבוע
- T1, T2 = טמפרטורה ראשונית ואחרונה
דוגמאות לשינוי ספקטרום
דוגמה: גז אידיאלי
קחו בחשבון גז אידיאלי עם הפרמטרים הבאים:
- p = 1.005 kJ/kgK
- T1=300 K
- T2 = 600 K
- P1 = 100 kPa
- P2 = 400 kPa
שימוש בנוסחה:
(ב) ⁇ = cp * ln(T2/T1) - R * ln(P2/P1)
החלפת הערכים:
(ב) ⁇ 0=1.005* ln(600/300) - R * ln(400/100)
דוגמה 2: שלב שינוי
שקול מים משתנים מנוזל ל vapor ב 373 K עם חום מאוחר של נפיחות של 2260 kJ / ק"ג:
שימוש בנוסחה:
(ב) ⁇ =L/TFLT:1
החלפת הערכים:
(ב) ⁇ =2260/373FreaLT:1
דוגמה: Constant Volume Process
עבור גז עם הפרמטרים הבאים:
- 0.18 kJ/kgK
- T1 - 250 K
- T2 - 350K
שימוש בנוסחה:
(ב) ⁇ ==גב"ם (T2/T1)
החלפת הערכים:
(ב) ⁇ =0) ln (350/203)
מסקנה
חישוב שינויים אנטרופיים ספציפיים חיוני להבנת תהליכים תרמודינמיים.על ידי יישום הנוסחות המתאימות עבור גזים אידיאליים, שינויים שלב ותהליכי נפח קבועים, אתה יכול לנתח ביעילות את השינויים האנטרופיים במערכות שונות.