熵的定义是什么

在物理学中,熵是无序的定量度量,或系统做功的能量。根据克劳修斯的理论,熵的定义是通过系统的熵变S来定义的。优德app热能工程

熵是什么

在热力w88优德app学和统计物理中,是无序的定量度量,或系统做功的能量的定量度量。

在统计物理学中,熵是系统紊乱的衡量标准。什么紊乱是指的真的是微观构型数,W,热力学系统可以在某些宏观变量指定的状态下(体积,能源,压力, 和温度)。所谓“微观状态”,我们指的是构成系统的所有分子的确切状态。

数学上,确切的定义是:

entropy =(boltzmann的常量k)x可能的状态数量的对数

s = K.Blegw.

该等式,其涉及系统的微观细节或MICROSTATE(通过W)的宏观状态(通过年代)是统计力学的核心思想。在一个封闭系统中,熵从不减少,所以在宇宙中熵不可逆地增加。在一个开放系统中(例如,一棵正在生长的树),熵会减少,秩序会增加,但这是以其他地方(例如太阳)熵的增加为代价的。

[XYZ-IHS Snippet =“扩散”]

订单正在减少。

熵增加。

单位的熵

“社会党国际”熵的单位J / K。根据克劳修斯的理论,熵的定义是通过系统的熵变S来定义的。通过在恒定温度下通过可逆过程将热量Q添加到其时,熵S的变化是:

——熵方程

在这里能量转移这是过程中从系统得到的热量,T是过程中系统的温度,单位是开尔文。如果我们假设是可逆的等温过程,总熵改变由:

∆=年代2年代1= q / t

在这个方程中商Q / T与紊乱的增加有关。温度越高,运动的随机性就越大。在较低的温度下,增加热量Q会导致分子运动和随机性大幅增加。另一方面,如果物质已经是热的,同样的热量Q对较大的分子运动的影响相对较小。

例子:融化的冰的熵变

计算熵变化当在0°C可逆性地融化为水时,1公斤冰在0°C。

由于它是一种等温的过程,我们可以使用:

∆=年代2年代1= q / t

因此,熵变化将是:

∆S = 334 [kJ] / 273.15 [K] =1.22 [kj / k]

在熔化1千克的冰(融合= 334kJ / kg的潜热= 334kJ / kg)中需要334千升,并且该热量在0℃(273.15k)中转移到系统。

特定的熵

熵可以变成密集的,或具体的,变量除以质量。工程师们在热力学分析中更多地使用比熵而不是熵本身。物质的比熵是其单位质量的比熵。它等于总熵S除以总质量m。

s = s / m

在哪里:

s =特定熵(J / kg)

S =熵(J)

m =质量(kg)

热力学循环的T-s图
兰金循环的T-s图

熵量量化了不再可用的物质的能量来执行有用的工作。因为熵讲述了在执行工作中传递的热量的有用性,所以w88优德备用网址 微博蒸汽桌子包括值特定熵(s = s /m)作为信息表的一部分。

通常,特异性熵是物质的性质,如压力,温度和体积,但不能直接测量。通常,对某些参考值给出了物质的熵。例如,使用的参考来给出水或蒸汽的特定熵特定熵水是0.01℃正常大气压,其中s = 0.00kj / kg。但是,特定熵的绝对值未知的事实不是问题,因为它是特定熵(Δs)的变化,而不是实际问题中重要的绝对值。

温度熵图- T-s图

一般来说,物质的相及其性质之间的关系最常在上面显示属性图。定义了大量不同的属性,属性之间存在一些依赖关系。

一个温熵图(t - s图)是最常用于分析能量转移系统循环的图表。它用于热力学,在热力学过程或w88优德app循环期间可视化对温度和特定熵的变化。

这是因为工作由或在系统和加热到或删除了从系统上就可以看出t - s图。根据熵的定义传递到或从一个系统等于T-S曲线下的区域的过程。

dq = tds.

一个等熵过程被描述为垂直的线在T-s图上,而等温过程是一条水平线。在理想状态下,压缩是泵,压缩机的压缩和涡轮的膨胀是等熵过程。因此,它在电力工程中是非常有用的,因为这些装置被用于电厂的热力循环。

注意,等熵假设只适用于理想循环。由于压气机和涡轮效率低下,实际热力循环存在固有的能量损失。

湿蒸汽的特定熵
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对于纯物质,比如蒸汽比熵包含在蒸汽桌子类似于比体积,比热力学能和比焓。

特定熵饱和液态水(x=0)和干蒸汽(x=1)的值可从蒸汽表中提取。在湿蒸汽的情况下,实际熵可以根据蒸汽质量,x,和饱和液态水的特定熵和干蒸汽:

年代湿的= S.年代x + (1 - x) sl

在哪里

年代湿的=湿蒸汽的熵(J / kg k)

年代年代=“干”蒸汽的熵(J / kg k)

年代l=饱和液态水熵(J/kg K)

自然过程的不可逆转

根据热力学的第二律:w88优德app

任何孤立系统的熵都不会减小。在自然的热力学过程中,相互作用的热力学系统的熵的总和增加。

这条法律表明不可逆性自然过程。可逆流程是一种有用和方便的理论小说,但不存在于自然界中。根据本法,不可能构建在循环上运行的装置,其唯一效果是从冷却器体转移到更热的主体。它如下,第二种的永久运动机是不可能的。

绝对零熵

根据热力学第三定律:w88优德app

随着温度接近绝对零,系统的熵接近恒定值。

基于经验证据,这项法律规定了纯晶体物质的熵为零绝对零度,即任何过程,无论多么理想化,都不可能在有限的步骤中把系统的温度降到绝对零度。这使我们可以定义物体热能的零点。

绝对零度是最冷的理论温度,在这个温度下原子和分子的热运动达到最低。这是理想气体冷却后的焓和熵达到其最小值(取0)时的状态。经典,这将是一种状态一无所欲样, 但量子不确定性决定了粒子仍然具有a有限零点能量绝对零度在开氏温标上表示为0 K,−273.15°C在Celsius秤上,-459.67°F.在华氏尺度上。

参考:
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参见:

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