Ентропія рідини і пара

Як відомо, з усієї підведеної в круговому процесі теплоти Q1 в корисну роботу переводиться тільки (Q1- Q2) ккал, а Q2 ккал передається в теплоприемник. Теплота Q2 є прямою. Хоча і необхідної, втратою, яку слід прагнути зменшити.

З'ясуємо, від яких чинників вона залежить. Припустимо, що відбувається рівноважний цикл Карно (рис. 5.9).

Мал. 5.9. Система тіл, що беруть участь в здійсненні

Для цього циклу = або.

Як бачимо, величина Q2 залежить від двох множників: відносини і температури T2. Якщо температуру вважати величиною постійною, то втрата теплоти Q. залежить практично тільки від величини відносини. Чим більше це відношення, тим більше втрата Q2.

З огляду на велику роль відносини. У термодинаміку введена особлива величина, що залежить від цього відносини і названа е н т р про п і е й.

Якщо рівноважний процес підведення або відведення теплоти відбувається при постійній температурі, як в циклі Карно, то зміна ентропії в таких процесах для 1 кг тіла буде

q - бере участь в процесі теплота;

Т - температура, при якій відбувається процес.

У наведеній формулі s1 приймають рівною нулю при Т1 = 273 о С, теплоємність води приймається рівною 1 ккал / кг # 8729; град.

Під ентропією рідини (води) мають на увазі збільшення ентропії 1 кг води, що має температуру 0 о С, в процесі нагрівання її при постійному тиску до кипіння.

Якщо вода не доводиться до кипіння, то ентропія її

де Т - кінцева температура води.

Ентропія киплячій рідини

Ентропія сухого насиченої пари є збільшення ентропії 1 кг води, взятої при 0 о С, в процесі перетворення її при постійному тиску в суху насичену пару.

Процес отримання пара з киплячої води відбувається при постійній температурі; тому зміна ентропії в цьому процесі може бути знайдено за рівнянням

В даному випадку (ентропія сухого пара), (ентропія рідини); q = r - теплота пароутворення) і Т = Тs.

Зрозуміло, що ентропія вологої пари Sх. для якого q = хr, буде дорівнює:

Ентропія перегрітої пари s є збільшення ентропії 1 кг води, взятої при 0 о С, в процесі перетворення її при постійному тиску в перегрітий пар.

В процесі перегріву при постійному тиску температура пара підвищується, тому зміна ентропії в процесі перегріву потрібно підрахувати за рівнянням

сpm - середня ізобарна теплоємність перегрітої пари,

Т - абсолютна температура перегрітої пари.

З цього рівняння отримуємо