Termodynaamiset prosessit

Selitämme, mitkä ovat termodynaamiset prosessit, tyypit, jotka ovat olemassa ja annamme useita esimerkkejä

Mitkä ovat termodynaamiset prosessit?

Se Termodynaamiset prosessit Ne ovat prosesseja, joissa tutkittava termodynaaminen järjestelmä tapahtuu tilassa. Tämän tilanmuutoksen aikana energialiike tapahtuu joko järjestelmässä tai järjestelmän ja ympäristön välillä. Itse asiassa tämä on syy siihen, miksi heitä kutsutaan Termodynaamiset prosessit, olettaen että termospullo- Se viittaa lämpöä (energian muoto) ja -dynaaminen Viittaa liikkeeseen.

Tilanmuutoksen avulla sitä ei välttämättä viitata kiinteästä neste- tai kaasunestävään nestettä (vaikka ne ovat myös termodynaamisia prosesseja), vaan tilatoimintojen muutokseen, toisin sanoen muuttujissa, jotka määrittelevät tilan tilan järjestelmän tila, kuten lämpötila, tilavuus ja paine.

Termodynaamisia prosesseja tapahtuu kaikkialla. Itse asiassa käytännöllisesti katsoen mitä tahansa muutosprosessia, jolle järjestelmä voidaan määritellä, voidaan pitää termodynaamisena prosessina. Jäätelön sulamisesta polttomoottorin toimintaan tai tehosekoittimen toimintaan.

Termodynaamisten prosessien tyypit

Termodynaamisia prosesseja on laaja valikoima, joten heidän tutkimuksensa helpottamiseksi on tarpeen luokitella. Tärkeimmät kriteerit termodynaamisten prosessien luokittelemiseksi ovat:

1. Järjestelmän valuuttakurssin mukaan
2. Valtion funktion mukaan, joka pysyy vakiona
3. Termodynamiikan toisen lain mukaan

1. Termodynaamisten prosessien tyypit valuuttakurssien mukaan

• Järjestelmämuutokset

Tämän tyyppiselle termodynaamiselle prosessille on ominaista järjestelmän kulku alkutilasta lopulliseen, molemmat määritetään riittävä määrä tilamuuttujia. Tämän tyyppisissä prosesseissa järjestelmä on termodynaamisessa tasapainossa sekä alkuperäisessä tilassa että lopullisessa tilassa, ja muutos johtuu ulkoisesta aineesta.

Voi palvella sinua: Petri -laatikko: Ominaisuus, toiminnot, käytä esimerkkejäEsimerkki järjestelmän muutosprosessista, tässä tapauksessa sylinterin sisällä olevassa kaasussa tapahtuu tilanmuutos

Termodynaaminen tasapaino on makroskooppinen tila, mikä tarkoittaa, että järjestelmä ei tapahdu ajankohdassa, ellei sitä häiritse sitä ulkoista voimaa. Tämä voi koostua energian vaikutuksesta lämmön, työn muodossa.

On huomattava, että tutkittaessa järjestelmän muutosprosesseja, monta kertaa (vaikka ei aina) prosessi itsessään ei ole merkitystä, vaan vain alkutila ja lopullinen tila.

• Sykliset prosessit

Monissa tilanteissa, etenkin termodynaamisten prosessien perustuvien koneiden rakentamisessa, järjestelmä toimitetaan joukkojen muutosprosesseihin, jotka alkavat alkuperäisestä tilasta, kulkevat välitilojen joukon ja päättyvät uudelleen samassa tilassa alkuperäisessä alkuperäisessä, siten syklin suorittaminen.

Polttomoottorin sylinterin sisällä olevat prosessit ovat syklisiä prosesseja, jotka toistetaan jatkuvasti moottorin käytön pitämiseksi

Sykliset prosessit eivät tuota nettomuutosta järjestelmän tilassa (koska ne alkavat ja päättyvät samassa tilassa), mutta syklin suorittamisesta riippuen ne voivat tuottaa nettoenergian siirron ympäristöstä toinen tai kahden muun erillisen järjestelmän välillä.

Esimerkki syklisistä prosesseista on se, mitä tapahtuu polttomoottorin männissä, samoin kuin jäähdytysjärjestelmien kompressorissa tapahtuvien prosessien joukko.

• Virtausprosessit

Virtausprosessit eroavat kahdesta muusta prosessityypistä, joissa järjestelmä koostuu asiasta, joka on tiettynä ajankohtana säiliössä, jonka kautta jatkuva ainevirta kulkee.

Voi palvella sinua: etyleeniglykolin: Ominaisuudet, kemiallinen rakenne, käyttöPutket tehtaalla, jossa virtausprosessit tapahtuvat

Tämän tyyppisiä termodynaamisia prosesseja käytetään yleisesti tekniikassa, ja mielenkiintoiset ominaisuudet ovat yleensä energian pääsy ja poistumisprosentit säiliöön ja sieltä, koska se ylittää asia, joka voi olla puhdas neste, liuos, a reagenssiseos jne.

2. Termodynaamisten prosessityypit valtion funktion mukaan, joka pysyy vakiona

Niiden analyysin ja tulkinnan helpottamiseksi suoritetaan monet termodynaamiset prosessit yhden tai useamman vakiomuuttujan ylläpitämisen. Tällä tavoin voidaan määrittää, että pienen määrän muuttujia voidaan määrittää vaikutukset muutosjärjestelmään. Tämä tekee erityyppisistä termodynaamisista järjestelmistä, mikä muuttuja pysyy vakiona. Nämä ovat:

• Isotermiset prosessit (t = CTTE)

Ovat niitä prosesseja, joissa lämpötila pysyy vakiona. Huolimatta siitä, ettei se näytä intuitiiviselta, se, että lämpötila ei muutu, ei tarkoita, että lämmönsiirtoa ei ole. Näiden prosessien aikana järjestelmän sisäisessä energiassa ei ole muutosta.

• IsoCoric -prosessit (v = ctte)

Ovatko prosessit, jotka tapahtuvat ilman tilavuuden muutosta. Yleensä niitä esiintyy suljetuissa järjestelmissä, joissa on jäykät seinät (jotka eivät voi olla epämuodostumia). Niitä kutsutaan myös isovolumetriksi ja isometriksi. Niille on ominaista, ettei laajennustyö P-V.

• Isobariset prosessit (p = CTTE)

Se on kenties yleisin termodynaamisen prosessin tyyppi, jonka kanssa juoksimme jokapäiväiseen elämäämme. Niille on ominaista jatkuva paine.

• Adiabaattiset prosessit (q = 0)

Nämä ovat prosesseja, jotka tapahtuvat ilman lämmönsiirtoa. Ne ovat yleensä sekoitettuja isotermisiin prosesseihin, koska koska lämmönsiirtoa ei ole, monet olettavat, että lämpötilan muutosta ei ole. Tämä ei kuitenkaan ole niin.

• Isoentropiset prosessit (S = CTTE)

Ne ovat prosesseja, joissa järjestelmän entropia pysyy vakiona.

• ISOENTALPIC -prosessit (H = CTTE)

Ne ovat prosesseja, joissa järjestelmän entalpia pysyy vakiona.

Voi palvella sinua: Natriumtiosulfaatti (Na2S2O3)

3.  Termodynaamisten prosessien tyypit termodynamiikan toisen lain mukaan

Toista lakia käytetään termodynaamisten prosessien spontaanisuuden ennustamiseen. Tämän perusteella seuraavat prosessit voidaan erottaa:

• Spontaanit prosessit

Ne ovat niitä, jotka tarkoittavat maailmankaikkeuden entropian lisääntymistä ja siksi ne tapahtuvat spontaanisti (luonnollisesti).

• Palautuvat prosessit

Tämän tyyppisiin prosesseihin ei liity muutosta maailmankaikkeuden entropiassa, ja siksi ne ovat tasapainossa. Ne ovat palautuvia prosesseja, joita voi tapahtua molemmissa suunnissa.

• Peruuttamattomat prosessit

Ne ovat niitä, jotka merkitsevät maailmankaikkeuden entropian vähenemistä, ja siksi eivät tapahdu luonnollisesti alkuperäisestä tilasta loppuun, vaan vastakkaiseen suuntaan.

Esimerkkejä termodynaamisista prosesseista

• Carnotin sykli on a Syklinen prosessi 4 vaiheesta, joihin jäähdytysjärjestelmät, kuten viitteet, perustuvat.
• Vesilukun haihtuminen on esimerkki a peruuttamaton termodynaaminen prosessi.
• Pakastimessa pakastimessa on a Peruuttamaton prosessi.
• Paineistetun kaasun jäähdytys antamalla sen paeta pulloa on esimerkki a suunnilleen adiabaattinen prosessi.
• Keittiön kaasun palaminen tapahtuu ilmassa vakiona ilmakehän paineessa, joten sitä pidetään a isobarinen prosessi.
• Veden lämmitys kaasulämmittimessä on a Virtausprosessi, Koska vesi tulee sisään ja jättää putken vakiona, samalla kun se absorboi lämpöä kaasun palamisesta.