Ентропія робочого тіла. Фізичний зміст. Розмірність. Математичний вираз.
Поняття ентропії
Ще в 1875 році німецький вчений Гей-мгольц запропонував гіпотезу, в якій сказа-но, що внутрішня енергія U складається з двох частин:
U=F+TS (1)
F – вільна енергія, Дж.
TS – зв’язана енергія, Дж.
T- абсолютна температура, К.
S – ентропія, . s – питома ентропія, .
Поняття ентропія було введено ще в 1850 році німецьким вченим Клаузіусом, який сказав, що існує функція відношен-ня елементарної кількості теплоти δQ до абсолютної температури T, яку він по-значив dS і назвав S-ентропія.
, ;
, .
Фізичний зміст ентропії:
Це є частина внутрішньої енергії робо-чого тіла, яка припадає на 1К його темпе-ратури і яка під впливом теплоти не пере-творюється в роботу.
Q=L; 
Ентропія характеризує нероботоздат-ність робочого тіла.
Характеристики термодинамічного процесу. Теплота і робота. Властивості їх диференціалів. Графічне зображення для розімкнутих та кругових процесів.
Термодинамічний процес – це сукупність змін термодинамічного стану системи.
Під час вивчення термодинамічних процесів широко використовується графічний метод дослідження термодинамічних процесів. Для цього використовують дві системи координат:
рv
р
– абсолютний тиск;
v – питомий об’єм.
рv-діаграма
Особливістю цієї системи координат є те, що елементарна площа площадки є рdv, тому:
Площа, обмежена кривою процесу, крайніми координатами і віссю абсцис, являє собою в деякому масштабі роботу цього процесу.
T
s
T – абсолютна температура;
s – питома ентропія.
Ts-діаграма
- кількісна залежність.
У системі координат (T,s) площа, обмежена кривою процесу, крайніми ординатами і віссю абсцис в деякому масштабі являють собою теплоту процесу. Є чотири величини з однаковою розмірністю :
,
,
,
.
Значить, значення всіх цих величин можна відкласти на одній осі в системі координат, кожна з них характеризує енергію.
Графічне зображення енергетич-ної моделі робочого тіла
Площа
– внутрі-шня енергія.
Площа
– пито-ма вільна енергія.
Площа
– питома ентальпія.
Характеристики термодинамічного процесу. Коефіцієнт перетворення енергії в процесаі (кпе). Коефіцієнт використання термодинамічного потенціалу в процесі (квп).
Характеристики термодинамічного процесу
Зміна параметрів стану не залежить від шляху, за яким термодинамічна система змінює свій стан. Характеристиками процесу називаються такі величини, зміна яких залежить від характеру, шляху, за яким змінює свій стан система. Їх є чотири:
Робота
Розглянемо pv-діаграму.
В
ній є дві точки, 1 і 2, які характеризують
початковий і кінцевий стан системи. Між
двома точками можна провести необмежену
кількість кривих ліній, тобто,
термодинамічних процесів. Таким чином,
можна провести 1а, 1б, 1в і так далі. Ми
знаємо, що в pv-діаграмі площа під кривою
процесу являє собою в деякому масштабі
робоу. Робота залежить від характеру
процесу. Так як з математики відомо, що
якщо значення підінтегральної функції
залежить від шляху інтегрування, то
підінтегральна функція
є неповний диференціал.
Теплота
В Ts-діаграмі площа під кривою процесу є теплота.
є також неповний диференціал.
Коефіцієнт використання термодинамічного потенціалу (КВП)
В
загальному вигляді термодинамічний
потенціал позначається літерою А для
маси m кг. КВП позначається літерою
,
де Х характеризує характер процесу. КВП
являє собою відношення зміни
термодинамічного потенціалу в процесі
до його значення в початковому стані.
Знак мінус означає, що в процесі перетворення енергії хаотичного руху в енергію направленого руху термодинамічний потенціал зменшується.
Коефіцієнт перетворення енергії (КПЕ)
Позначається
,
де t – це перша буква від англ.
“transportation”. І тому КПЕ є відношення
роботи процесу до енергії хаотичного
руху, яка перетворюється в даному
процесі.
для 1 кг 
для m кг 
.