Neste artigo vamos considerar os processos termodinâmicos. Vamos conhecer suas variedades e características qualitativas, além de estudar o fenômeno dos processos circulares que possuem os mesmos parâmetros nos pontos inicial e final.
Introdução
Processos termodinâmicos são fenômenos em que há uma mudança macroscópica na termodinâmica de todo o sistema. A presença de uma diferença entre o estado inicial e final é chamada de processo elementar, mas é necessário que essa diferença seja infinitamente pequena. A área do espaço dentro da qual esse fenômeno ocorre é chamada de corpo de trabalho.
Com base no tipo de estabilidade, pode-se distinguir entre equilíbrio e não equilíbrio. O mecanismo de equilíbrio é um processo no qual todos os tipos de estados pelos quais o sistema flui estão relacionados ao estado de equilíbrio. A implementação de tais processos ocorre quando a mudança ocorre de forma bastante lenta, ou seja, o fenômeno é de natureza quase estática.
FenômenosO tipo térmico pode ser dividido em processos termodinâmicos reversíveis e irreversíveis. Mecanismos reversíveis são aqueles em que se percebe a possibilidade de realizar o processo na direção oposta, utilizando os mesmos estados intermediários.
Transferência de calor adiabática
A forma adiabática de transferência de calor é um processo termodinâmico que ocorre na escala do macrocosmo. Outra característica é a f alta de troca de calor com o espaço ao redor.
A pesquisa em larga escala sobre esse processo remonta ao início do século XVIII.
Os tipos de processos adiabáticos são um caso especial da forma politrópica. Isso se deve ao fato de que nesta forma a capacidade calorífica do gás é zero, o que significa que é um valor constante. É possível reverter tal processo somente se houver um ponto de equilíbrio de todos os momentos no tempo. Mudanças no índice de entropia não são observadas neste caso ou ocorrem muito lentamente. Há vários autores que reconhecem processos adiabáticos apenas em reversíveis.
Processo termodinâmico de um gás do tipo ideal na forma de um fenômeno adiabático descreve a equação de Poisson.
Sistema isocórico
O mecanismo isocórico é um processo termodinâmico baseado em um volume constante. Pode ser observado em gases ou líquidos suficientemente aquecidos em um recipiente de volume constante.
Processo termodinâmico de um gás ideal na forma isocórica, permite que as moléculasmanter as proporções em relação à temperatura. Isto é devido à lei de Charles. Para gases reais, este dogma da ciência não se aplica.
Sistema isobar
O sistema isobárico é apresentado como um processo termodinâmico que ocorre na presença de uma pressão externa constante. fluxo I. P. a um ritmo suficientemente lento, permitindo que a pressão dentro do sistema seja considerada constante e correspondente à pressão externa, pode ser considerada reversível. Além disso, tais fenômenos incluem o caso em que a mudança no processo acima mencionado ocorre a uma taxa baixa, o que permite considerar a pressão constante.
Executar I.p. possível em um sistema fornecido (ou removido) ao calor dQ. Para isso, é necessário expandir o trabalho Pdv e alterar o tipo interno de energia dU, T.
e.dQ,=Pdv+dU=TdS
Mudanças no nível de entropia – dS, T – valor absoluto da temperatura.
Processos termodinâmicos de gases ideais no sistema isobárico determinam a proporcionalidade do volume com a temperatura. Gases reais usarão uma certa quantidade de calor para fazer mudanças no tipo médio de energia. O trabalho de tal fenômeno é igual ao produto da pressão externa e mudanças no volume.
Fenômeno isotérmico
Um dos principais processos termodinâmicos é sua forma isotérmica. Ocorre em sistemas físicos, com temperatura constante.
Para perceber esse fenômenoo sistema, por via de regra, é transferido para um termostato, com uma enorme condutividade térmica. A troca mútua de calor ocorre a uma taxa suficiente para ultrapassar a taxa do próprio processo. O nível de temperatura do sistema é quase indistinguível das leituras do termostato.
Também é possível realizar o processo de natureza isotérmica utilizando dissipadores e (ou) fontes de calor, controlando a constância da temperatura por meio de termômetros. Um dos exemplos mais comuns desse fenômeno é a ebulição de líquidos sob pressão constante.
Fenômeno isentrópico
A forma isentrópica dos processos térmicos ocorre sob condições de entropia constante. Mecanismos de natureza térmica podem ser obtidos usando a equação de Clausius para processos reversíveis.
Somente processos adiabáticos reversíveis podem ser chamados de isentrópicos. A desigualdade de Clausius afirma que tipos irreversíveis de fenômenos térmicos não podem ser incluídos aqui. No entanto, a constância da entropia também pode ser observada em um fenômeno térmico irreversível, se o trabalho no processo termodinâmico sobre a entropia for feito de tal forma que ela seja imediatamente removida. Olhando para diagramas termodinâmicos, as linhas que representam processos isentrópicos podem ser chamadas de adiabats ou isentropes. Mais frequentemente, eles recorrem ao primeiro nome, que é causado pela incapacidade de representar corretamente as linhas do diagrama que caracterizam o processo de natureza irreversível. A explicação e posterior exploração dos processos isentrópicos são de grande importância.valor, pois muitas vezes é usado no alcance de objetivos, conhecimento prático e teórico.
Tipo de processo isentalpia
Processo de isentalpia é um fenômeno térmico observado na presença de entalpia constante. Os cálculos de seu indicador são feitos graças à fórmula: dH=dU + d(pV).
Entalpia é um parâmetro que pode ser utilizado para caracterizar um sistema em que as alterações não são observadas ao retornar ao estado inverso do próprio sistema e, portanto, são iguais a zero.
O fenômeno da isentalpia de transferência de calor pode, por exemplo, manifestar-se no processo termodinâmico dos gases. Quando moléculas, por exemplo, etano ou butano, "espremem" através de uma divisória com estrutura porosa, e a troca de calor entre o gás e o calor ao redor não é observada. Isso pode ser observado no efeito Joule-Thomson utilizado no processo de obtenção de temperaturas ultrabaixas. Os processos de isentalpia são valiosos porque permitem diminuir a temperatura do ambiente sem desperdiçar energia.
Forma politrópica
Uma característica de um processo politrópico é sua capacidade de alterar os parâmetros físicos do sistema, mas deixar o índice de capacidade calorífica (C) constante. Diagramas que exibem processos termodinâmicos nesta forma são chamados de politrópicos. Um dos exemplos mais simples de reversibilidade é refletido em gases ideais e é determinado usando a equação: pV =const. P - indicadores de pressão, V - valor volumétrico do gás.
Processar anel
Sistemas e processos termodinâmicos podem formar ciclos com formato circular. Eles sempre têm indicadores idênticos nos parâmetros iniciais e finais que avaliam o estado do corpo. Tais características qualitativas incluem monitoramento de pressão, entropia, temperatura e volume.
O ciclo termodinâmico encontra-se na expressão de um modelo de processo que ocorre em mecanismos térmicos reais que convertem calor em trabalho mecânico.
O corpo de trabalho faz parte dos componentes de cada uma dessas máquinas.
Um processo termodinâmico reversível é apresentado como um ciclo, que possui caminhos tanto para frente quanto para trás. Sua posição encontra-se em um sistema fechado. O coeficiente total de entropia do sistema não muda com a repetição de cada ciclo. Para um mecanismo em que a transferência de calor ocorre apenas entre um aparelho de aquecimento ou refrigeração e um fluido de trabalho, a reversibilidade só é possível com o ciclo de Carnot.
Existem vários outros fenômenos cíclicos que só podem ser revertidos quando a introdução de um reservatório adicional de calor é alcançada. Tais fontes são chamadas de regeneradores.
Uma análise dos processos termodinâmicos durante os quais ocorre a regeneração nos mostra que todos eles são comuns no ciclo de Reutlinger. Foi comprovado por vários cálculos e experimentos que o ciclo reversível tem o mais alto grau de eficiência.
