RP energialexikon - entrópia, állapotváltozó, energiatechnika, hő, mechanikai energia,
Definíció: a termodinamika olyan állapotváltozója, amely a rendszer mikroszkopikus rendellenességéhez kapcsolódik
Eredeti alkotás: 2013.02.28 .; utolsó változás: 2020.07.14
Az entrópia fizikai fogalmát a termodinamika meglehetősen elvont megfontolásai kapcsán dolgozták ki. Ez egy úgynevezett állapotváltozó (a képlet szimbólummal S. ), amelyet azonban nem lehet közvetlenül megmérni és nem lehet könnyen megragadni. Az entrópia a rendszerek mikroszkópos rendellenességével kapcsolatos, például az atomok vagy molekulák rendezetlen mozgásával a gázban.
Néhány alapvető szabály
Noha nagyon nehéz az entrópia fogalmát átfogóan leírni és megérteni, néhány viszonylag egyszerű szabály megadható, amelyek alapján számos összefüggés magyarázható jól az energiatechnikában:
- Ha a külvilágtól elszigetelt rendszer egyensúlyban van, akkor entrópiája állandó marad. Makroszkopikus állapota nem változik (a lehetséges mikroszkópos változások ellenére), így egyik állapotváltozó sem.
- Ha a rendszer kívülről hőmennyiséget kap Q (reverzibilis módon) szállítják, entrópiája a Δ összeggel növekszik S. = Q/T hol T a rendszer abszolút hőmérséklete. Ezzel szemben entrópiája csökken, ha a hő kifelé áramlik.
- A zárt rendszer teljes entrópiája továbbra is növekedhet, ha még nincs egyensúlyban, de soha nem csökkenhet. (A termodinamika második törvényét úgy lehet megfogalmazni, hogy minden olyan folyamat, amely csökkentené a teljes entrópiát, lehetetlen.) Egy egyensúlyi állapotnak mindig magasabb a teljes entrópiája, mint azokhoz az állapotokhoz, ahonnan elérhető.
- Ha mechanikai vagy elektromos energiát adunk a rendszerhez, nem kell növelnie az entrópiát; állandó is maradhat. Ezek az energiaformák tehát „entropielóként” tekinthetők; tiszta exergia.
Következmények
Vezetés
Ha két különböző hőmérsékletű test érintkezik, hővezetés léphet fel: A meleg a melegebbtől a hidegebb testig áramlik. Az energiamegtakarítás miatt a hidegebb test éppen annyi hőt kap, amennyit a melegebb test lead. A hidegebb test entrópiája erősebben növekszik, mint a melegebb test entrópiája, mivel utóbbi esetében a Q/T összege kisebb. Ezért a teljes entrópia a hővezetés következtében növekszik.
Ha a hővezetés ellentétes irányú lenne, ez a teljes entrópia csökkenését jelentené, és ez a termodinamika második törvénye szerint egyszerűen lehetetlen.
Hő pumpa
A hőszivattyú segítségével kvázi „kényszeríteni” lehet a hőáramot a hűtőből a melegebb testbe, de csak bizonyos mértékű exergiával (pl. Mechanikus hajtáshoz). Ez az exergia (entrópiától mentes energia) maga is hozzájárul a hőtermeléshez: a melegebb test hőbevitele ennél nagyobb, mint a hűvösebb testből történő hőelvezetés. Ez az entrópia további növekedéséhez vezet, és ennek a hozzájárulásnak olyan magasnak kell lennie, hogy a teljes entrópia ne csökkenjen. Ez a tény a hőszivattyú teljesítményének elméleti határához vezet. Ideális esetben a teljes entrópia változatlan marad, a melegebb test hőellátása az (abszolút) hőmérséklet arányában nagyobb, mint a másik test hőelvonása, és a hőmennyiség különbségét meghajtó energiaként kell ellátni.
elektromos fűtés
Az elektromos melegítő az entrópiát jelentő elektromos energiát hővé alakítja. Ez óhatatlanul entrópiát hoz létre - minél több a hő keletkezik, és annál alacsonyabb a hőmérsékleti szint. A folyamat visszafordíthatatlan (visszafordíthatatlan). Ez kisebb mértékben vonatkozik a magas hőmérsékletű hő elektromos előállítására (pl. Acélgyártásban).
kazán
A kazánokban is a magas hőmérsékletű hő kezdetben égés útján keletkezik, de azután azonnal alacsony hőmérsékletű hővé alakul - az entrópia erős növekedésével. Ez azt jelzi, hogy hatékonyabb módszereknek kell lenniük, pl. B. hőszivattyúk.
Hőerőgép
A hőmotor forró tartályból veszi fel a hőt, egy részét mechanikai energiává alakítja, a többit pedig hűvösebb tartályba juttatja. Az egész hő mechanikai energiává történő átalakítása lehetetlen, mivel ez csökkentené a forróbb tározó entrópiáját anélkül, hogy másutt növelné az entrópiát. Ideális esetben a gép annyira hatékony lenne, hogy a forró tartály entrópiájának csökkenését pontosan ellensúlyozza a hűtőtartály entrópiájának növekedése; a hatékonyság ekkor megfelelne a Carnot-hatékonyságnak.
Az a hőmotor, amelynek nem kell hulladékhőt juttatnia egy hidegebb tározóba, vagyis a hőt teljesen exergiává alakítja, a második típusú örökmozgó lenne. A termodinamika második törvénye szerint ez lehetetlen.
Az entrópia generálásának minimalizálása a magas energiahatékonyság érdekében
Az entrópia növekedése egy folyamatban nem feltétlenül jelent közvetlen energiaveszteséget. Ez azonban azt jelenti, hogy a folyamat visszafordíthatatlan, és így korlátozza a jövőbeni cselekvési lehetőségeket. Ez gyakran közvetett módon energiaveszteséghez vezet.
Ezért sok helyzetben fontos, hogy a technikai folyamatokat úgy hajtsák végre, hogy a lehető legkevesebb entrópia keletkezzen, azaz H. hogy a folyamatok a lehető legnagyobb mértékben visszafordíthatók maradjanak (még akkor is, ha az ember egyáltalán nem akarja megfordítani őket). Néhány példa erre:
Kérdések és megjegyzések az olvasóktól
„A termodinamikában egy olyan állapot, amely összefügg a rendszer rendellenességeivel” - komolyan gondolja? Ez nem definíció. A forró tűz okozta állapot: a definíciója így jön át.
Megértem kritikáját, de sajnos nincs meggyőző, jobb javaslat. Az entrópia egy meglehetősen bonyolult koncepción alapuló kifejezés, amelyet nem lehet egyetlen mondattal megmagyarázni. Mindenesetre nem láttam ésszerűen rövid definíciót, amely érthető és ezért hasznos lenne. Tehát sajnos többet kell olvasnia - például a cikkemet -, hogy ésszerű képet alkothasson az „entrópia” kifejezésről.
Ez az állítás megzavar engem: „Ha a rendszer kívülről hőmennyiséget kap Q (reverzibilis módon) szállítják, entrópiája a Δ összeggel növekszik S. = Q/T nál nél." Úgy gondoltam, hogy a reverzibilis folyamatokban nincs változás az entrópiában.
A reverzibilis itt azt jelenti, hogy csak elhanyagolható hőmérséklet-gradiensek fordulnak elő - hogy a leadott hőt olyan rendszerből vesszük, amelynek hőmérséklete gyakorlatilag azonos. Ebben a helyzetben az entrópia növekedését az egyik rendszerben az entrópia egyenlő csökkenése kompenzálja a másik rendszerben; a teljes entrópia tehát változatlan marad.
Itt javasolhat kérdéseket és megjegyzéseket közzétételhez és megválaszoláshoz. Az RP-Energie-Lexikon szerzője bizonyos szempontok szerint dönt az elfogadásról. Lényegében az a lényeg, hogy az ügy széles körben érdekelt.
Ha itt kapsz segítséget, érdemes egy adománnyal visszaadni a szívességet, amellyel támogatod az energetikai szótár továbbfejlesztését.
Adatvédelem: Kérjük, ide ne írjon be személyes adatokat. Amúgy sem tennénk közzé őket, és hamarosan törölnénk őket. Lásd még az adatvédelmi irányelveinket.
Ha személyes visszajelzéseket vagy tanácsokat szeretne a szerzőtől, kérjük, írjon neki e-mailben.
A beküldéssel hozzájárulását adja a bejegyzéseinek itt történő közzétételéhez a szabályainknak megfelelően.
Ha tetszik ez a weboldal, kérjük, értesítse barátait és kollégáit - pl. B. a közösségi médián keresztül ide kattintva:
Ezeket a megosztási gombokat adatvédelem-barát módon állítják be!
Más webhelyeken található linkek kódja
Ha máshova szeretne linket elhelyezni a cikkhez (pl. Webhelyén, közösségi médiájában, vitafórumain vagy a Wikipédián), itt megtalálja a kódot. Ilyen linkek lehetnek B. nagyon hasznos lehet a szómagyarázatokhoz.
HTML link erre a cikkre:
Előnézeti képpel (lásd közvetlenül a fenti mezőt):
Ha helyénvalónak tartja, hogy linket tegyen a Wikipédiára, pl. B. a "== Weblinkek ==" alatt:
Cirkulációs szivattyúk - figyelmen kívül hagyott energiapazarlók
Sok régi fűtőcirkulációs szivattyú rengeteg elektromos energiát pazarol el, mert rosszul vannak megtervezve, szükségtelenül nagy méretűek vagy feleslegesen hosszú ideig működnek. De mivel a mindennapokban nem találkozik velük, nem vonják magukra a figyelmet.
Ez nagyon fontos lehet: A 100 W bemeneti teljesítményű szivattyú évente 876 kWh-t fogyaszt, ami nagyjából 300 euróba kerül. Tíz év múlva már 3000 €!
Még akkor is, ha régi cirkulációs szivattyúja még évekig működne, annak cseréje új nagy hatékonyságú szivattyúval rövid idő alatt pénzügyileg is megtérülhet.