A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
T-s diagram (iné názvy: diagram teplota - špecifická entropia, zjednodušene (a nepresne) diagram teplota - entropia, tepelný diagram[1] , entropický diagram[1]) je stavový diagram, v ktorom sa zobrazuje závislosť teploty na špecifickej entropii. Na vodorovnú os sa vynáša špecifická entropia (J.K-1.kg-1) na zvislú os teplota (K). Diagram má využitie pri analýze termodynamických dejov podľa druhého termodynamického zákona.
Čiary v T-s diagrame pre oblasť plynu
Spojité čiary v T-s diagrame zobrazujú rôzne termodynamické deje alebo ich postupnosť pomocou ktorých sa plyn dostane z jedného stavu do druhého. Základné vratné termodynamické deje pre ideálny plyn majú v diagrame charakteristický priebeh čiar:
- izoterma - čiara je rovnobežná s vodorovnou osou
- adiabata - čiara je rovnobežná so zvislou osou
- polytropa - čiara je šikmá úsečka spájajúca body počiatočného a konečného stavu deja
- izobara - exponenciálna krivka ktorej subtangenta určuje hodnotu špecifickej tepelnej kapacite pri konštantnom tlaku
- izochora - exponenciálna krivka ktorej subtangenta určuje hodnotu špecifickej tepelnej kapacite pri konštantnom objeme
Zo vzťahu špecifických tepelných kapacít vyplýva, že izochora bude v diagrame stúpať vždy strmšie ako izobara (pozri úvodný obrázok).
Zobrazenie nevratných procesov
Vyššie popísané priebehy čiar platia pre idealizované vratné procesy. V prípade prítomnosti nevratnosti v procese, čo sa deje pri všetkých technických aplikáciách, dochádza počas procesu k vzrastu entropie v súlade s Clausiusovou nerovnosťou. To má za následok posun konečného stavu smerom doprava (pozri druhý obrázok).
T-s diagram pre oblasť kvapalín a pár
Oblasť kvapalín a pár, t.j. oblasť pod kritickou teplotou má význam pri skúmaní a analýzach parných strojov, parných turbín, alebo chladiacich zariadení s parným cyklom. Do diagramu sa zakresľuje aj krivka sýtej kvapaliny a krivka sýtej pary, ktoré sa spájajú v kritickom bode. V oblasti mokrej pary sa často zakresľujú aj čiary konštantnej suchosti pary. Diagram začína v trojnom bode pri teplote 0 °C z ktorého vychádza krivka sýtej kvapaliny. Je dohodnuté že v tomto bode má aj entropia (špecifická entropia) nulovú hodnotu[1].
Diagram má štyri charakteristické oblasti:
- oblasť kvapaliny - naľavo od krivky sýtej kvapaliny
- oblasť vlhkej pary - medzi krivkami sýtej kvapaliny a sýtej pary pod kritickým bodom (vo zvonovitej časti diagramu)
- oblasť prehriatej pary - napravo od krivky sýtej pary
- oblasť plynu - nad kritickým bodom
Čiary v T-s diagrame pre oblasť kvapalín a pár
Priebeh čiar pri jednotlivých základných dejoch sa mení, v závislosti od oblasti, cez ktorú dej prebieha:
- izoterma - čiara je rovnobežná s vodorovnou osou vo všetkých oblastiach
- adiabata - čiara je rovnobežná so zvislou osou vo všetkých oblastiach
- izobara:
- v oblasti kvapaliny - krivka s priebehom veľmi blízko pri krivke sýtej kvapaliny zľava, odchýlky narastajú s tlakom
- v oblasti mokrej pary - rovnobežná s vodorovnou osou
- v oblasti prehriatej pary - exponenciálna krivka ktorej subtangenta určuje hodnotu špecifickej tepelnej kapacite pri konštantnom tlaku
- izochora:
- v oblasti mokrej pary - krivka vychádzajúca z počiatku diagramu odkláňajúca sa od čiary sýtej kvapaliny doprava
- v oblasti prehriatej pary - exponenciálna krivka ktorej subtangenta určuje hodnotu špecifickej tepelnej kapacite pri konštantnom objeme
Plochy v T-s diagrame
Plošný obsah plochy pod krivkou v T-s diagrame je úmerný špecifickému teplu prenesenému pri deji reprezentovanom danou krivkou. Toto vyplýva zo vzťahu pre entropiu:
kde
- – je celkové špecifické teplo prenesené počas vnútorne vratného procesu (J.kg-1J)
- – je funkcia priebehu teploty (K)
- – je diferenciál špecifickej entropie (J.K-1.kg-1)
Carnotov cyklus v T-s diagrame
Zobrazenie Carnotovho cyklu v T-s diagrame dáva vizuálne jasný dôkaz, prečo je účinnosť Carnotovho cyklu najväčšia v porovnaní s akýmkoľvek cyklom realizovanými medzi dvoma výmenníkmi tepla so zadanými teplotami. Plocha Carnotovho cyklu (obdĺžnik - viď obrázok) je maximálna, ktorá sa dá medzi dvoma teplotami v diagrame vymedziť a teda rozdiel medzi privedeným a odvedeným teplom pri daných teplotách je tiež maximálny.
Pozri aj
Referencie
- ↑ a b c KUNC, Antonín, a kol. Mechanika III. Bratislava : Slovenské vydavateľstvo technickej literatúry, n.p., 1965. 256 s.
Zdroje
- ANTAL, Štefan. Termodynamika. Bratislava : Edičné stredisko STU, 1992. 317 s.
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Antropológia
Aplikované vedy
Bibliometria
Dejiny vedy
Encyklopédie
Filozofia vedy
Forenzné vedy
Humanitné vedy
Knižničná veda
Kryogenika
Kryptológia
Kulturológia
Literárna veda
Medzidisciplinárne oblasti
Metódy kvantitatívnej analýzy
Metavedy
Metodika
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk