ЭКСЕРГИЯ

Основываясь на втором начале термодинамики, установим количествен­ное соотношение между работой, кото­рая могла бы быть совершена системой при данных внешних условиях в случае протекания в ней равновесных процес­сов, и действительной работой, произво­димой в тех же условиях, при неравно­весных процессах.

Рассмотрим изолированную систему, состоящую из горячего источника с тем­пературой Т1, холодного источника (ок­ружающей среды) с температурой Т0 и рабочего тела, совершающего цикл.

Работоспособностью (или эксергией) теплоты Q1отбирае­мой от горячего источника с температу­рой Т1, называется максимальная полез­ная работа L (которая может быть использована по нашему усмотрению, в отличии от полной работы расширения) которая может быть полу­чена за счет этой теплоты при условии, что холодным источником является окру­жающая среда с температурой Тo.

Из предыдущего ясно, что макси­мальная полезная работа L'макс теплоты Q1 представляет собой работу равновес­ного цикла Карно, осуществляемого в диапазоне температур Т1о:

L'макс = ηtQ1 где ηt = 1- То1

Таким образом, эксергия теплоты Q1

L'макс = Q1(1- To /T1) [46]

т. е. работоспособность теплоты тем больше, чем меньше отношение Тo1. При Т1 = Т0 она равна нулю.

Полезную работу, полученную за счет теплоты Q1 горячего источника, можно представить в виде L1 = Q1 - Q2,где Q2— теплота, отдаваемая в цикле холодному источнику (окружающей сре­де) с температурой Tо.

Если через ΔSхол обозначить прира­щение энтропии холодного источника, то

Q2 =To ΔSхол , тогда L' = Q1 - ToΔSхол

Таким образом, потерю работоспо­собности теплоты можно записать как

ΔL = L'макс – L' = To(ΔSхолл - ΔSгор) но разность (ΔSхолл - ΔSгор) представляет собой изменение энтропии рассматривае­мой изолированной системы, поэтому

ΔL = ToΔSсист [47]

Величина ΔL определяет потерю работы, обусловленную рассеиванием энергии вследствие неравновесности про­текающих в системе процессов. Чем больше неравновесность процессов, мерой, которой является увеличение энтро­пии изолированной системы ΔSсист, тем меньше производимая системой работа.

Уравнение называют уравне­нием Гюи - Стодолы по имени француз­ского физика М. Гюи, получившего это уравнение в 1889 г., и словацкого тепло­техника А. Стодолы, впервые применив­шего это уравнение.

 








Дата добавления: 2014-12-24; просмотров: 1215;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.