حساب تغير الإنْتروبي في العمليَّات المنعكسة Entropy changes in reversible processes |
4661
01:36 صباحاً
التاريخ: 17-1-2016
|
أقرأ أيضاً
التاريخ: 2-7-2017
1353
التاريخ: 7-1-2016
52139
التاريخ: 17-1-2016
1276
التاريخ: 1-3-2016
4968
|
يكون السريان الحراري هنا يُساوي صفراً وبالتالي فإنَّه لعمليَّة أدياباتيَّة منعكسة
|
و |
d S = 0 |
تعني هذه العلاقة أنَّ إنْتروبي نظام ما ثابتة في عمليَّة أدياباتيَّة منعكسة والتي يُمكن أنْ نُسمِّيها أيضاً عمليَّةً أيزوإنْتروبيَّة (isentropric process). وهذا هو التفسير للرمز السفلي s الذي استعملناه في الفصليْن السابقيْن عندما كنا نتحدث عن عمليَّات أدياباتيَّة منعكسة.
تكون درجة الحرارة هنا ثابتة وبإمكاننا إخراج T من التكامل في تعريف الإنْتروبي ونجد أنَّ:
(1-1) |
|
لإنجاز هذه العمليَّة يُوضع النظام في تماس مع خزَّان درجة حرارته أعلى (أو أقل)بقيمة لامتناهية في الصغر من درجة حرارة النظام. هناك سريان حراري إلى النظام (من النظام) Qr > 0 )Qr < 0) وتكون Sb > Sa )Sb < Sa)، أي أنَّ الإنْتروبي تزداد (تتناقص).
إنَّ أفضل مثال هو عمليَّة تغير طور عند ضغط ثابت وتبقى خلالها درجة الحرارة ثابتة. يكون السريان الحراري، لكُل مول أو لِكُلِّ وحدة كتلة، إلى النظام مساوياً لحرارة التحول l ويكون التغير في الإنْتروبي النوعيَّة هو:
(1-2) |
s2 - s1 = l / T |
يُصاحب السريان الحراري المنعكس من أو إلى النظام تغير في درجة الحرارة ولحساب التغير في الإنْتروبي في مثل هذه العمليَّات يجب حساب التكامل .
في عمليَّة أيزوحجميَّة منعكسة لا يُصاحبها تغير في الطور يكون السريان الحراري مساوياً لـِ cv dT ويُعطى التغير في الإنْتروبي بالعلاقة:
(3-1) |
|
وفي عمليَّة أيزوباريَّة منعكسة لا يُصاحبها تغير في الطور يكون السريان الحراري مساوياً لـِ CP dT ويُعطى التغير في الإنْتروبي بالعلاقة:
(1-4) |
|
لحساب التكامليْن السابقيْن يجب معرفة السعة الحراريَّة النوعيَّة بتثبيت الحجم و السعة الحراريَّة النوعيَّة بتثبيت الضغط بدلالة درجة الحرارة. لمدىً مُحدَّد من درجات الحرارة حيثُ يُمكن اعتبار cv و cP ثابتتيْن فإنَّ التكامليْن السابقيْن يُصبحان:
(1-5) |
|
|
عند إخضاع نظام ما إلى عمليَّة فيها سريان حراري قابل للعكس (منعكس) بيْنَ النظام ومحيطه فإنَّ درجة حرارة النظام والمحيط تكونان متساويتيْن، ويكون السريان الحراري إلى المحيط مساوياً في المقدار ومُعاكساً في الإشارة للسريان الحراري إلى النظام، وبالتالي فإنَّ تغير الإنْتروبي الصافي للنظام ومحيطه يُساوي صفراً. كُنَّا قد عرَّفنا الكون بأنَّه مجموع النظام والمحيط ولذا فإنَّنا نستطيع القول أنَّ إنْتروبي الكون لا تتغير أي تبقى ثابتة في كُلِّ تغير لحالة النظام ناتج عن سريان حراري منعكس من النظام أو إليه.
وإذا افترضنا أنَّ حدود النظام الأصلي قد وُسَّعت لتتضمن الخزَّانات الحراريَّة التي تُزوده بالحرارة فإنَّ كُلَّ السريانات الحراريَّة سوف تحدث "داخل" النظام المركب (الجديد). إنَّ هذا يعني عدم وجود سريان حراري عبر الحد الجديد إلى المحيط ويعمل هذا الحدُّ عمل حدٍّ أدياباتي ولذا فإنَّنا نستطيع القول أيضاً أنَّ أيَّة سريانات حراريَّة داخل نظام مركب مُحاط بحدٍّ أدياباتيٍّ لا تُنتج تغيراً صافياً في إنْتروبي النظام المركب.
|
|
دور في الحماية من السرطان.. يجب تناول لبن الزبادي يوميا
|
|
|
|
|
العلماء الروس يطورون مسيرة لمراقبة حرائق الغابات
|
|
|
|
|
ضمن أسبوع الإرشاد النفسي.. جامعة العميد تُقيم أنشطةً ثقافية وتطويرية لطلبتها
|
|
|