L ( U1 U2 ) Q0 p0 ( V2 V1 ) (222)
Ортаға берілетін жылу Q0 ортаның тұрақты температурасы Т 0 мен
ортаның энтропиясының өзгерісінің көбейтіндісіне тең:
Q0 T0 ( S02 S01)
Теңдеуді (222) теңдеуге (223) қоя отырып, аламыз
L ( U1 U2 ) T0 ( S02 S01) p0 ( V2 V1 )
Бүкіл жұмыстан ортаны ығыстыруға жұмсалған оның бөлігі
(223)
(224)
p0 (V2 V1 )
алынып тасталатындықтан, теңдеу (224) жүйенің бастапқы күйден тепе-теңдік күйге өтуі кезіндегі пайдалы жұмысты анықтайды.
Белгілі ережеден, қайтымды процестердің өтуі кезінде тұйықталған
адиабатты жүйенің энтропиясы өзгермейді, шығады S02 S01 S1 S2 ; мұндағы
S1 және S2 – жұмысшы дененің бастапқы және аяққы күйлеріндегі энтропиясы.
кезіндегі максимал пайдалы жұмыс үшін теңдеу жазуға болады:
L' макс ( U1 U2 ) T0 ( S1 S2 ) p0 ( V1 V2 )
(225)
Теңдеу (224) қоршаған ортаның берілген параметрлері р0 және Т0 кезінде жүйенің максимал пайдалы жұмысы жұмысшы дененің бастапқы күйімен анықталатынын және күйдің өзгеру жолына тәуелсіз екенін көрсетеді. Жүйеден максималдан үлкен жұмысты алу мүмкін емес.
Жұмыс көзінің жұмысқа қабілеттілігін толық пайдалану үшін p0 p2
және T0 T2 болуы қажет. Осы жағдайларда жұмысшы дененің барлық басқа па-
раметрлері де ортаның параметрлерімен анықталады, яғни U 2 U0
Онда максимал жұмыс үшін теңдеуді былай жазуға болады:
және V2 V0 .
немесе
Lмакс
( U1 U2 ) T0 ( S1 S2 ) p0 ( V1 V2 )
(226)
L'макс (I1 I0 ) T0 (S1 S0 ) (227)
мұндағы I 0
және
S0 — жұмысшы дененің қоршаған ортамен энтальпиясы
цестегі пайдалы сыртқы жұмысын көрсетеді, ал Т о( S1 S0 ) – жұмысшы дененің қайтымды изотермалық процестегі пайдалы сыртқы жұмысын. Демек, бұрын көрсеткендей, жұмысшы денеден алынатын максимал пайдалы жұмыс, оның күйінің бастапқыдан ортаның күйіне дейін өзгерген кезінде қайтымды адиабатты және изотермалық процестер жүзеге асқанда алынады.
Теңдеу (227) бойынша алынған максимал пайдалы жұмысты жұмыс қабілеттілігі немесе дененің толық эксергиясы деп атайды. Соңғы уақыттарда эксергия ұғымы процестердің термодинамикалық зерттеулері кезінде кеңінен қолданылуда. Эксергия көмегімен зерттеу әдісі эксергетикалық атауын алды.
Жалпы жағдайда меншікті эксергия деп е жылудың жұмыс қабілеттілігінің шамасы аталады, немесе қайтымды термодинамикалық процестегі жұмысшы дене ағыны аталады. Бұл қайтымды өту екі қайтымды процестермен мүмкіндікті: адиабаттық (жұмысшы дененің температурасының бастапқыдан Т 1 орта температурасына Т 0 дейінгі өзгерісімен) және изотермалық (адиабатты процестің аяққы қысымының орта қысымына дейін р 0 өзгеруімен). Сондықтан жұмысшы дене ағынының меншікті эксергиясын 1 кг жұмысшы дене үшін жазылған теңдеу (227) бойынша анықтауға болады:
Онда
e (i1 i0 ) T0 (S1 S0 )
2
de (1 T0 / T )dq (1 T0 / Tcp )q12
1
(228)
(229)
аппаратының немесе оның жеке бөліктерінің термодинамикалық жетілдірілуін анықтау үшін өте оңтайлы болып табылды.
Достарыңызбен бөлісу: |