Thermodynamische processen

We leggen uit wat de thermodynamische processen zijn, de typen die bestaan ​​en geven verschillende voorbeelden

Wat zijn de thermodynamische processen?

De Thermodynamische processen Het zijn processen waarin een bestudeerde thermodynamisch systeem een ​​toestandsverandering ondergaat. Tijdens deze toestandsverandering treedt een energiebeweging op in het systeem of tussen het systeem en de omgeving. In feite is dit de reden waarom ze worden gebeld Thermodynamische processen, Gegeven dat thermosfles- Het verwijst naar warmte (een vorm van energie) en -dynamisch Verwijst naar beweging.

Door verandering van toestand wordt het niet noodzakelijkerwijs verwezen van vaste tot vloeistof of gasvloeistof niet gemaakt (hoewel dat ook thermodynamische processen zijn), maar naar een verandering in toestandsfuncties, dat wil zeggen in de variabelen die de toestand van de toestand definiëren Staat van systeem zoals temperatuur, volume en druk.

De thermodynamische processen komen overal voor. In feite kan vrijwel elk veranderingsproces waarvoor een systeem kan worden gedefinieerd, worden beschouwd als een thermodynamisch proces. Van een ijs smelten tot de werking van een interne verbrandingsmotor of de werking van een blender.

Soorten thermodynamische processen

Er is een breed scala aan thermodynamische processen, dus het is noodzakelijk om ze te classificeren om hun studie te vergemakkelijken. De belangrijkste criteria om de thermodynamische processen te classificeren zijn:

1. Volgens de wisselkoers in het systeem
2. Volgens de staatsfunctie die constant blijft
3. Volgens de tweede wet van de thermodynamica

1. Soorten thermodynamische processen volgens de wisselkoers

• Systeemwijzigingen

Dit type thermodynamisch proces wordt gekenmerkt door de doorgang van het systeem van een initiële toestand naar een laatste toestand, beide gedefinieerd door een voldoende aantal toestandsvariabelen. In dit type processen bevindt het systeem zich in thermodynamisch evenwicht zowel in de beginstaat als in de uiteindelijke toestand en de verandering wordt veroorzaakt door een extern middel.

Kan u van dienst zijn: Petri Box: Karakteristiek, functies, gebruik voorbeeldenVoorbeeld van het veranderingsproces in het systeem, in dit geval vindt een toestandsverandering plaats in het gas dat zich binnen de cilinder bevindt

Het thermodynamische evenwicht is een macroscopische toestand, wat impliceert dat het systeem geen enkele verandering in de tijd zal ondergaan tenzij het wordt verstoord door een externe kracht. Dit kan bestaan ​​uit de bijdrage van energie in de vorm van warmte, werk, onder andere.

Opgemerkt moet worden dat bij het bestuderen van processen van verandering in het systeem, vaak (hoewel niet altijd) het proces zelf niet van belang is, maar alleen de initiële toestand en de uiteindelijke toestand.

• Cyclische processen

In veel situaties, met name bij de constructie van machines op basis van thermodynamische processen, wordt het systeem onderworpen aan een set van staatsveranderingsprocessen die beginnen vanuit een initiële toestand, door een set tussenliggende toestanden gaan en opnieuw eindigen in dezelfde staat oorspronkelijke initiaal, Hierdoor wordt een cyclus voltooid.

De processen in de cilinder van een interne verbrandingsmotor zijn cyclische processen, die voortdurend worden herhaald om de motor te laten draaien

Cyclische processen produceren geen netto verandering in de toestand van het systeem (omdat ze beginnen en eindigen in dezelfde toestand), maar afhankelijk van hoe de cyclus wordt uitgevoerd, kunnen ze de netto energieoverdracht produceren van een deel van de omgeving naar een andere of tussen twee andere afzonderlijke systemen.

Een voorbeeld van cyclische processen is wat er gebeurt binnen de zuigers van een interne verbrandingsmotor, evenals de set processen die plaatsvinden in de koelsysteemcompressor.

• Stroomprocessen

De stromingsprocessen verschillen van de andere twee soorten processen, waarin het systeem bestaat uit de kwestie die op een bepaald moment is binnen een container waardoor een constante stroom van materie voorbijgaat.

Kan u dienen: Ethyleenglycol: eigenschappen, chemische structuur, gebruikLeidingen in een fabriek waarin stroomprocessen optreden

Dit soort thermodynamische processen worden vaak gebruikt in engineering, en de eigenschappen van interesse zijn in het algemeen de energie -entry- en exit -tarieven van en naar de container zoals het wordt gekruist door de kwestie die een pure vloeistof, een oplossing, een Reactant -mengsel, etc.

2. Soorten thermodynamische processen volgens de toestandsfunctie die constant blijft

Om hun analyse en interpretatie te vergemakkelijken, worden veel thermodynamische processen uitgevoerd om een ​​of meer constante variabelen te behouden. Op deze manier kunnen de effecten op het veranderingssysteem van een klein aantal variabelen worden bepaald. Dit maakt verschillende soorten thermodynamische systemen kunnen worden gedefinieerd volgens welke variabele constant blijft. Dit zijn:

• Isothermische processen (t = CTTE)

Zijn die processen waarin de temperatuur constant blijft. Ondanks dat het niet intuïtief lijkt, betekent het feit dat de temperatuur niet verandert niet dat er geen warmteoverdracht is. Tijdens deze processen is er geen verandering in de interne energie van het systeem.

• Isocorische processen (V = CTTE)

Zijn de processen die zich voordoen zonder volumeverandering. Over het algemeen komen ze voor in gesloten systemen met stijve wanden (die niet kunnen worden misvormd). Ze worden ook isovolumetrisch en isometrisch genoemd. Ze worden gekenmerkt door geen uitbreidingswerk P-V te betrekken.

• Isobarische processen (P = CTTE)

Het is misschien wel het meest voorkomende type thermodynamisch proces waarmee we ons dagelijks leven hebben aangekomen. Ze worden gekenmerkt door constante druk.

• Adiabatische processen (Q = 0)

Dit zijn de processen die zich voordoen zonder warmteoverdracht. Ze zijn meestal verward met isothermische processen, omdat, omdat er geen warmteoverdracht is, velen gaan ervan uit dat er geen temperatuurverandering is. Dit is echter niet zo.

• Isoentropische processen (S = CTTE)

Het zijn processen waarin de entropie van het systeem constant blijft.

• ISOENTICPIC -processen (H = CTTE)

Het zijn die processen waarin de enthalpie van het systeem constant blijft.

Kan u van dienst zijn: natriumthiosulfaat (Na2S2O3)

3.  Soorten thermodynamische processen volgens de tweede wet van de thermodynamica

De tweede wet wordt gebruikt om de spontaniteit van thermodynamische processen te voorspellen. Op basis daarvan kunnen de volgende soorten processen worden onderscheiden:

• Spontane processen

Zij zijn degenen die een toename van de entropie van het universum impliceren en daarom spontaan (natuurlijk) voorkomen.

• Omkeerbare processen

Dit type processen omvat geen verandering in de entropie van het universum en is daarom in evenwicht. Het zijn omkeerbare processen die in beide richtingen kunnen optreden.

• Onomkeerbare processen

Zij zijn degenen die een afname van de entropie van het universum impliceren en daarom niet van nature van de beginstaat tot het einde gebeuren, maar in de tegenovergestelde richting.

Voorbeelden van thermodynamische processen

• Carnot's cyclus is een Cyclisch proces van 4 fasen, waarop koelsystemen zoals referenties zijn gebaseerd.
• De verdamping van een plas water is een voorbeeld van een onomkeerbaar thermodynamisch proces.
• Vorstvorming in een vriezer is een Onomkeerbaar proces.
• Het koelen van een gas dat onder druk wordt gezet door het te laten ontsnappen aan de fles is een voorbeeld van een ongeveer adiabatisch proces.
• De verbranding van het keukengas vindt plaats in de lucht bij constante atmosferische druk, dus het wordt beschouwd als een Isobarisch proces.
• Waterverwarming in een gasverwarming is een Stroomproces, Omdat het water binnenkomt en de pijp met een constante snelheid achterlaat, terwijl het warmte wordt geabsorbeerd door gasverbranding.