پارادوکس فرآیند ایزوباریک برگشت ناپذیر

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 612

سپاس: 311

جنسیت:

تماس:

پارادوکس فرآیند ایزوباریک برگشت ناپذیر

پست توسط rohamjpl »

$W = Q - \Delta U$
فرض کنید که ما دمای اولیه و نهایی یک فرآیند برگشت ناپذیر ایزوباری را می دانیم. پس ما می توانیم بسیاری از موارد را کسر کنیم:$\Delta U = n c_V \Delta T$
و برای یک فرآیند ایزوباریک:$Q = n c_p \Delta T$
و آیا ما نمی توانیم همیشه کار را به صورت :$W = Q - \Delta U = n \left( c_p - c_V \right) \Delta T = n R \Delta T$ بنویسم
آیا روند فکر من صحیح است؟ اگر واقعاً چنین باشد ، پس چه تفاوتی از نظر کارایی بین یک فرآیند ایزوباریک برگشت پذیر و غیرقابل برگشت وجود دارد که در همان دامنه دما کار می کنند؟ فکر کردم حداقل کار باید متفاوت بود ...به نظر من "فرایند ایزوباریک برگشت ناپذیر" اصطلاحی است که ما برای توصیف وضعیتی استفاده می کنیم که در آن گاز در فشار اولیه P0 قرار دارد و ما ناگهان نیرو را در واحد سطح وارد شده بر روی گاز توسط صورت داخلی پیستون کاهش می دهیم (یا افزایش می دهیم) تا P1 ≠ P0 ، و در حالی که پیستون حرکت می کند و گاز دوباره تعادل می یابد ، آن را در این مقدار نگه دارید. در این شرایط ، کار انجام شده است
$W=P_1(V_1-V_0)=P_1\left(\frac{nRT_1}{P_1}-\frac{nRT_0}{P_0}\right)=nR\left(T_1-\frac{P_1}{P_0}T_0\right)$
توجه داشته باشید که فقط در یک لحظه از زمان طی این تغییر برگشت ناپذیر وضعیت گاز واقعاً در فشار اولیه P0 بود. بنابراین ، از نظر دستورالعمل ، درست نیست که این را یک فرآیند برگشت ناپذیر ایزوباریک بنامیم. با این حال ، هنوز هم این کار را می کنیم و منظورمان را می دانیم.
تغییر در انرژی داخلی که فقط به دو نقطه انتهایی بستگی دارد ، هنوز است$\Delta U=nC_v(T_1-T_0)$
اما ، گرمای اضافه شده اکنون:
$Q=\Delta U+W=nC_p(T_1-T_0)+nR\left(1-\frac{P_1}{P_0}\right)T_0$
اگر P1 برابر با P0 بود (و سیستم صرفاً با گرمایش یا خنک سازی توسط محیط با نیروی ثابت خارجی دریافت می کرد) ، پس حتی برای گرمایش یا سرمایش برگشت ناپذیر ، معادلاتی که برای کار ، گرما و تغییر در انرژی داخلی نوشتید هنوز درست خواهد بود این یکی از موارد جالبی است که صرف نظر از برگشت پذیری مسیر (به شرطی که نیروی خارجی ثابت باشد) ، گرما ، کار و تغییر در آنتروپی و انرژی داخلی سیستم یکسان خواهد بود. با این حال ، هر آنتروپی تولید شده در سیستم در فرآیند ، از سیستم به مخازنی منتقل می شود که برای گرم کردن یا سرمایش استفاده می شوند. بنابراین ، آنتروپی ترکیبی از سیستم و محیط برای یک مسیر گرمایش یا سرمایش برگشت ناپذیر افزایش می یابد.
تصویر

ارسال پست