Потери энергии в реальных процессах

При совместном рассмотрении энергии и эксергии системы можно заключить, что для идеального процесса работа А равна эксергии Е, т. е. при изменении состояния от исходного до любого промежуточного получаемая работа АЛ равна убыли эксергии системы АЕ. В реальном процессе А А < АЕ (в пределе А А = 0), что в соответствии с 3-м свойством эксергии (см. выше) может указывать на исчезновение (потерю) части эксергии, поскольку возникает рассеяние (диссипация О) энергии в необратимых процессах. Отсюда следует, что степень термодинамического совершенства процесса тем выше, чем меньше О. Эксергетический баланс и эксергетический коэффициент полезного действия г р могут быть в общем виде представлены уравнениями (с соответствующими принятыми выше штриховыми индексами) [c.62]

В промышленных условиях химические, физические и тепловые процессы проходят всегда с определенной скоростью, задаваемой внешними параметрами, обуславливая выигрыш во времени завершения процесса, но с потерей определенной части энергии в форме бесполезно рассеиваемой теплоты. Следовательно, реальные процессы в промышленности и в природе протекают термодинамически необратимо. Однако необратимые процессы могут протекать в стационарных или нестационарных [c.251]

Взаимодействие системы с окружающей средой может проходить как обратимо (идеальный процесс), так и необратимо (реальный процесс) В первом случае будет получена работа, равная эксергии (по определению). Если процесс остановлен до наступления равновесия системы и среды, то полученная работа будет равна убыли эксергии системы. В реальном процессе работа будет меньше, чем убыль эксергии (в пределе работа может быть равна нулю). Это означает, что часть эксергии не превратится в работу, а исчезнет в результате необратимости. В этом состоит одно из существенных отличий эксергии от энергии. Эксергия подчиняется закону сохранения только в обратимых процессах во всех остальных случаях (реальные системы) она может частично или полностью исчезать, теряться в результате диссипации энергии в необратимых процессах. Естественно, что чем меньше при прочих равных условиях эта потеря эксергии, тем процесс термодинамически совершеннее. [c.189]

Полный энергетический баланс поточных процессов. Из опыта известно, что взаимные превращения различных форм энергии и превращение тепла в работу при реальных процессах сопровождаются деградацией энергии, Тг е. переходом ее в менее полезные формы. По этой причине первый закон термодинамики — или закон сохранения энергии — менее важен для практических приложений, чем уравнение энергетического баланса, известное, как теорема Бернулли. Уравнение баланса может быть выведено из уравнения (17.3) следующим образом. Вследствие того, что в текущей жидкости происходят необратимые процессы, в действительности энергия, которой обладает единица массы вытекающей жидкости, не выражается левой частью уравнения (17.3) сюда необходимо ввести член, учитывающий потерю энергии единицей массы на преодоление трения. Таким образом, из уравнения (17.3) получаем [c.310]

Обычно в акустике рассматриваются системы, которые характеризуются либо колебаниями с постоянной амплитудой (v=0), либо убывающими со временем амплитудами (V < 0). Первый случай соответствует идеализированной схеме явления, в которой не учитываются неизбежные потери, а второй —реальным процессам, связанным с диссипацией энергии. В рассмотренном примере при 5 > О получено V > О, что является, быть может, неожиданным для привычных акустических явлений. Здесь происходит не рассеивание акустической энергии в среде, которое неизбежно во всякой реальной системе, а как бы зарождение все новых и новых количеств акустической энергии, затрачиваемых на все более интенсивную раскачку среды. Вопрос об источнике этой энергии будет подробно рассмотрен в следующей главе. Здесь хотелось бы только подчеркнуть выявившуюся принципиальную возможность самовозбуждения акустических систем рассматриваемого типа. При этом полезно обратить внимание на то, что причина самовозбуждения системы локализована в рассмотренном примере во входном сечении труб. Конечно, реальный физический процесс, который был формально [c.68]

Энергия активации процесса может быть, следовательно, получена из графика зависимости lg Дг от обратной абсолютной температуры. Для высоких АН изменение температуры приводит к очень большому смещению положения максимума потерь по частоте. Данные измерений динамических механических свойств полимеров часто описывают при помощи уравнения Аррениуса с постоянным значением энергии активации. В некоторых случаях это может рассматриваться лишь как приближенная оценка вследствие ограниченности полученного в эксперименте интервала частот. В целом же было установлено, что реально наблюдаемая температурная зависимость релаксационных свойств в области стеклования аморфных и кристаллических полимеров в противоположность более локализованным видам молекулярной релаксации не удовлетворяет представлению о постоянстве величины энергии активации. [c.134]

Имеются, однако, процессы, для которых в принципе возможен обратный естественный процесс. Пусть, например, под действием внешней силы происходит сжатие газа в цилиндре с поршнем. В результате сжатия состояние газа изменится. Если устранить силу, действующую на поршень и вызывающую процесс сжатия, то газ расширится. При отсутствии трения и идеальной тепловой изоляции, т. е. в идеальных условиях система вернется в первоначальное состояние. В реальном же процессе состояние газа будет отличаться от первоначального, поскольку при движении поршня и газа в цилиндре неизбежны потери энергии, например, за счет трения. Изложенные представления приводят к понятию о необратимых процессах, для которых обратный процесс невозможен, или, если он возможен, то в результате прямого и обратного процессов система не возвращается в первоначальное состояние. Иначе говоря, к необратимым относятся такие процессы, в которых достижение системой первоначального состояния связано с изменением состояния внешней среды. [c.15]

СИЛ реальных процессов в свою очередь приводит к их неэффективности, обусловленной потерей энергии системы за счет трения. Как следует из приведенного выражения (IV. ), с математической точки зрения ИТ является интегрирующим множителем определенного (или интегрируемого) или неопределенного дифференциала б( . Второй закон термодинамики позволяет построить абсолютную термодинамическую шкалу температур (Г). Знак неравенства в выражении (IV. ) служит основой для оценки термодинамического равновесия и различия между обратимыми и необратимыми процессами, в то время как знак равенства позволяет ввести новую термодинамическую функцию — энтропию, определяемую как [c.106]

Первая часть силы 8 обусловлена различными динамическими механизмами диссипации энергии движущейся дислокации. Во-первых, это микроскопические процессы взаимодействия дислокации с фононами и другими элементарными возбуждениями кристалла. Во-вторых, это макроскопические процессы потери энергии динамического упругого поля дислокации вследствие дисперсии упругих модулей реального кристалла. Одна из причин поглощения упругих волн (наличие примесей в кристалле) обсуждалась в 13. [c.282]

Но реальные оценки, проведённые в [19], показывают значительно более низкую эффективность такого генератора. Это является следствием того, что процесс преобразования энергии осколков деления в электричество сопровождается потерями энергии а) из-за изотропного разлёта почти половина осколков деления уходит вглубь катода, т. е. примерно половина энергии уходит на разогрев катода б) при прохождении слоя осколки деления теряют как кинетическую энергию, так [c.263]

Энергия, реально поглощенная в веществе, равна потерям энергии из первичного пучка (найденным по коэффициенту полного поглощения), за вычетом энергии, рассеянной согласно перечисленным ранее пяти процессам (в этом случае часто говорят об истинном значении поглощенной энергии). Предполагается, что рассеянное и вторичное электромагнитное излучения покидают поглотитель без какого-либо дополнительного взаимодействия, что справедливо для небольших размеров поглотителя и неверно для больших объемов. [c.60]

Действительный расход энергии на сжижение газа значительно выше теоретического вследствие того, что реальные процессы протекают необратимо, т. е. сопровождаются увеличением энтропий участвующих в процессе веществ. Потери энергии в реальных процессах слагаются из потерь при дросселировании, в окружающую среду, на неполный теплообмен вследствие разности температур между входящим в теплообменник и уходящим из него газом и др. Чем ниже эти потери, тем меньше необратимость процесса и расход энергии на сжижение газа, т. е. тем экономичнее процесс. [c.12]

Энергия, реально поглощенная в веществе, равна потерям энергии из первичного пучка (найденным по коэффициенту ослабления), за вычетом энергии, рассеянной в пяти процессах [c.58]

Заметим, что потери энергии в этой матине в идеальном случае могут происходить только вследствие необратимых явлений, возникающих, например, из-за того, что мы вынуждены вести реальные процессы не при бесконечно малых, а при конечных разностях концентраций. [c.193]

Однако в реальных процессах вследствие внутренних потерь от необратимости в компрессоре и блоке разделения теряется значительная часть работы, что приводит к увеличению затрат энергии. Потери в воздушном компрессоре, где сжимается на- [c.312]

Все реальные процессы, происходящие с участием макроскопических тел, являются необратимыми процессами. Однако в зависимости от условий протекания процесса степень его необратимости может быть разной. Всякий процесс мол<ет быть проведен в условиях обеспечивающих его практическую равновесность и отсутствие заметных потерь энергии вследствие трения, теплопроводности, диффузии и лучеиспускания. Последнее достигается применением смазок, полированных поверхностей, нетеплопроводных материалов и других мер. В таких условиях степень необратимости процесса может быть сделана настолько малой, что его можно считать практически обратимым. Таким образом, предельным случаем каждого реального необратимого процесса является соответствующий обратимый процесс, рассмотрение которого позволяет судить о предельно возмол ных результатах реального процесса. [c.23]

Формулой (14) применительно к реальному процессу наряду с потерями Ое должны учитываться и потери Ой величина затраты энергии 1-1 — соответственно увеличится [c.35]

Такой результат независимо от вида процесса может быть получен только в идеальном случае, когда процесс обратим, т. е. протекает без потерь. В реальных технических процессах часть энергии расходуется на компенсацию потерь Однако для определения совершенства процессов надо знать минимальную работу, необходимую для их проведения. [c.19]

В реальных процессах сжижения, так же как и в процессах разделения, которые будут рассмотрены ниже, расход энергии значительно превышает эту величину, так как часть ее приходится тратить на покрытие различных потерь. [c.22]

Внешняя работа в подобном процессе при получении кислорода чистотой 99% составляет 0,074 кВт -ч/нм газа. В реальном необратимом процессе разделения воздуха вследствие потерь холода в окружающую среду и гидравлического сопротивления аппаратуры расход энергии на разделение воздуха значительно кВт ч/нм выше и составляет не менее 0,5 кВт- ч/нм газа. [c.231]

Конкретные статьи экономии у производителя металлоизделий включают в себя уменьшение расхода сырья, химикатов и энергии на консервацию и упаковку, возможность автоматизации процесса консервации и упаковки и связанное с этим улучшение условий труда, повышение производительности труда, уменьшение загрязнения окружающей среды, снижение транспортных расходов и уменьшение потерь металлов от коррозии. Потребитель металлопродукции, упакованной в антикоррозионную бумагу, получает реальный экономический эффект в результате снижения расхода материалов на расконсервацию, улучшения условий труда и его производительности, устранения токсичных и пожароопасных участков в цехах по расконсервации, уменьшения потерь продукции от коррозии, сокращения операций и продолжительности расконсервации. [c.129]

Система, в которой параметры состояния в отсутствие внешних сил не изменяются во времени неограниченно долго, назьшается термодинамически равновесной. Переход системы из одного равновесного состояния в другое называется процессом. Процесс, при котором в каждый момент времени система находится в равновесии (т. е. проходяпцш через бесконечно большое число равновесных состояний), называется равновесным процессом. Равновесные процессы обратимы систему в этом случае можно вернуть в исходное состояние через те же самые промежуточные состояния без потери энергии. Такой процесс должен протекать бесконечно медленно и в реальности неосуществим. Все реальные процессы, строго говоря, необратимы. Однако во многих случаях их можно в первом приближении считать обратимыми. Такое допущение позволяет без больших погрешностей использовать удобный и простой способ описания равновесных систем и процессов, который мы и будем использовать в дальнейшем. [c.80]

Термодинамический метод синтеза теплообменных систем [16]. Анализ процессов химической технологии на основе первого закона термодинамики находит широкое практическое применение. Наряду с этим все большее распространение получают методы анализа на основе второго начала термодинамики, в частности (используемые исходя из концепции эксергии как меры превратп-мости энергии), при оптимизации и проектировании технологических производств (см. гл. 7). Привлекательность этих методов заключается в том, что имеется возмо кность оценить в общем случае минимально возмо кные потери энергии за счет необратимости процесса и тем самым определить реальные перспективы совершенствования процесса. Развитие этих термодинамических методов идет по пути получения количественной информации о совершенстве протекания отдельных явлений. Что касается качественных выводов, то они хорошо известны. Например, потери превратимой энергии отсутствуют при смешении потоков, находящихся в термодинамическом равновесии, или потери энергии в противоточном теплообменнике выше, чем в прямоточном, равно как с увеличением поверхности теплообмзна потери за счет необратимости нроцесса снижаются. [c.466]

Тем самым учитывается как полная преврао емость механической и электрической энергии в другие формы, так и ограничения, определяемые вторым законом термодинамики (работа может производиться лишь до достижения термодинамического равновесия тела, обладающего внутренней энергией, с окружающей средой). Другими словами, учитывается тот факт, что в реальных процессах, которые всегда необратимы, подведенная энергия не теряется, снижается лишь ее пригодность к совершению работы из-за безвозвратных потерь эксергии. [c.53]

Динамическими называют условия, при которых внешнее воздействие на пленку изменяется по величине и знаку (циклические напряжения). В таких условиях материал находится в неравновесном, нерелаксированном состоянии, и это можно использовать для определения вязкоупругих свойств. Вязкие или зависящие от времени свойства не фазированы с напряжением, тогда как упругие или мгновенные свойства находятся в фазе с напряжением. Находящееся в фазе свойство называется динамическим модулем, поскольку в этом случае упругая энергия сохраняется и может высвободиться после снятия напряжения. Свойство, находящееся не в фазе, называется модулем потерь, поскольку энергия в процессе вязкого течения переходит в тепло. Такие свойства обычно измеряются в зависимости от температуры и/или частоты. Температуру и частоту можно объединить в едином температурно-временном преобразовании, тогда свойства могут быть измерены в пределах реального времени [23]. На рис. 1.14 показаны кривые анализа механических свойств для ПП. [c.38]

Кроме количественного приложения, понятие пригодной энергии очень удобно для ош1сання некоторых эффектов. Некоторые виды энергии, например кинетическая энергия движущейся массы, полностью пригодны для совершения работы в идеальном механизме, но в реальном процессе имеются потерн, приводящие к тому, что получается только часть (скажем, 70 /о) возможной работы. 30 /о не представляют потерю энергии, так как, согласно первому закону, энергия не может быть потеряна. Тем не менее потеря, в смысле второго закона, имеется, и она является именно потерей пригодной энергии. [c.123]

Реальные процессы, идущие во Вселенной, сопровождаются самопроизвольным преобразованием всех мыслимых видов энергии в энергию беспорядочного движения частиц, из которых состоит материя. Под действием обычного механизма теплообмена происходит перераспределение выделенной энергии между телами Вселенной и как следствие этого — выравнивание их температуры. По мере хода процессов будет происходить изменение качественного состава энергии при неизменном общем количестве энергии вселенной. По истечении некоторого промежутка времени во Вселенной будет существовать только один вид энергии — энергия беспорядочного движения частиц, равномерно распределившаяся между телами Вселенной, обладающими одинаковой температурой. Исчезнет какая-либо возможность самопроизвольного возникновения процессов, так как энергия потеряла способность к превращениям. Наступит состояние тепловой смерги Вселенной, состояние вечного равновесия. [c.72]

Решение общих уравнений. Минимальный расход энергии при обессоли вании, вычисленный в разделе Электродиализ , относится к идеальному, полностью обратимому процессу. В обычной электродиализной ячейке таких условий никогда не бывает. Аппарат в термодинамическом отношении не является идеальным. Вследствие стремления соли диффундировать из отделения для концентрированного раствора в отделение для дилюата, энергия должна затрачиваться в этих условиях на поддержание разницы в концентрациях . Кроме того, в любом реальном процессе электродиализа энергия теряется на джоулево тепло. Эта потеря вызывается сопротивлением растворов и мембран, через которые движутся ионы. Энергия также расходуется на электродные процессы в крайних ячейках. Эти процессы бесполезны и не оказывают влияние на выход дилюата и концентрата. [c.150]

В реальной плазме полное термодинамическое равновесие невозможно. В ней имеют место процессы потери энергии, происходящие вследствие излучения, теплопроводности, ухода быстрых частиц и т. п. С другой стороны, энергия плазмы ненрерывно пополняется благодаря прохонодению электрического тока или химическим реакциям (пламя). В стационарном состоянии мощность, поступающая в плазму, равна потерям. Насколько далеко плазма ири этом отступает от термодинамического равновесия, зависит в первую очередь от соотношения между числом столкновений в единицу времени и величиной энергетических потерь. При больших давлениях, когда число столкновений велико, энергетическое равновесие между частицами устанавливается быстро, и если при этом отдаваемая (а следовательно, и подводимая) мощность невелика, то плазма практически равновесна. Это обычно имеет место в дугах и искрах, горящих при атмосферном давлении, хотя и в этих случаях можно наблюдать отклонения от термически равновесного состояния. В газовом разряде при низком давлении (когда длина свободного пробега частиц велика) отступления от равновесия выражены очень отчетливо. В первую очередь это сказывается в том, что электроны, ускоряемые электрическим нолем, имеют в среднем гораздо большую кинетическую энергию, чем атомы, иначе говоря, электронная температура гораздо выше температуры атомов, а температура ионов в свою очередь обычно выше температуры атомов и ни ке температуры электронов. Таким образом, в термически неравновесной плазме как бы сосуществуют несколько газов, каждый из которых имеет свою температуру, причем эти температуры могут очень сильно отличаться друг от друга. Так, в гейслеровском разряде при давлении около 1 мм рт. ст. температура электронов может достигать 10000— 15 000° К, в то время как температура газа не превышает нескольких сот градусов. [c.23]

То — абсолютная темп-ра, — уменьшение энтропии системы. Реальный процесс разделения газовой смеси, вследствие своей необратимости (потери холода в окружающую среду, гидравлич. сопротивления и др.), требует значительно большего расхода энергии. Так, на получение 1 нм 99%-ного кислорода расходуется не менее 0,5 квт-ч электрич. энергии, вместо 0,074 квт-ч по вышеприведенному ур-нию. С уменьшением потерь снижается расход эпергии, что достигается в современной технике заменой рекуперативных теплооб.менников более ко.мпактны.ми регенераторами, в к-рых потери холода меньше, С росто.м количества перерабатываемого воздуха от 1000 нм /час до 10 ООО нм 1час удельные потери холода в окружающую среду падают с 2,3 ккал/нм до 1,2 ккал/нм - . [c.318]

Разброс пробегов. Выражение (5) определяет лишь средние значения величин удельных потерь энергии. В действительности имеют место флуктуации как в потере энергии при одном соударении, так и в числе соударений на единице пути частицы в веществе. Флуктуации в доле энергии, теряемой при одном соударении, делаются больше при относительно малых скоростях ионов в тех энергетических областях, где превалирует механизм ядерных потерь и где играют роль процессы попеременного захвата и потери электронов (флуктуация заряда). Кроме того, в результате упругого рассеяния частица отклоняется от линейной траектории, и ее реальный путь в веществе оказывается больше пробега, измеряемого в направлении первоначального движения. Б результате всех этих процессов тождественные вначале заряженные частицы, образующие падающий на поглотитель моноэнергетический пучок, имеют не совсем одинаковые пробеги. В действительности наблюдается некоторое распределение пробегов (см. рис. 18). Количественно оно характеризуется разбросом пробегов S ( страгглингом ) эта величина представляет собой разность между средним и экстраполированным пробегами. Для протонов с, Ей = 8— [c.106]

Между тем в биологии особую важность приобретает запоминание и хранение информации в молекулярных системах, обладающих микроскопическими размерами, где при нормальных температурах тепловые флуктуации вызывают неустойчивость микроскопических движений. Поэтому для рецепции, запоминания и хранения информации необходимо произвести определенную работу, за счет которой система перейдет в одно из устойчивых состояний, потеряв часть энергии в процессах диссипации. В результате затраты энергии повысится энтропия всей системы на величину, превышающую количество запомненной информации. Таким образом, информационные системы обладают диссипативными свойствами, за счет которых происходит переход на выделенные детерминистские степени свободы, сохраняющие свои значения в течение длительного времени. Именно здесь и осуществляется превращение микроинформации в макроинформацию которую система запоминает и затем может передать другим акцепторным системам. В реальных информационных системах характерное время запоминания зависит от их конструкции, температуры и свободной энергии. [c.163]

Сложность построения реальной артины возникновения структурных повреждений в облученных белках заключается прежде всего в том, что. необходимо выявить те физико-химиче- скне процессы, в результате которых одиночное событие потери энергии в пределах белковой молекулы, т. е. поглощение структурой около 60 эВ, вызывает ее генерализованное повреждение, такое, как изменение конформации. Следует также объяснить причину селективного поражения отдельных структурных звень- ев, например только шести aм инo,кислот в первичной структуре рибонуклеазы, или серина и триптофана в молекуле химотрипсина. Первичное событие абсорбции энергии носит вероятностный характер, т. е. любая из аминакислот i равной вероятностью поглощает энергию излучения, а конечное структурное. поражение локализуется в специфических участках. Для объяснения зто<го эффекта, вероятно,. необходимо допустить возможность миграции энергии и заряда по полипептидной цепи вплоть до локализации в определенном структурном звене. [c.82]

Согласно правилу отбора спина А5 = 0, дальнодействующий кулоновский перенос энергии невозможен для любых процессов, протекающих с изменениями мультиплетности, и поэтому дальнодействующий триплет-триплетный перенос энергии должен быть исключен. Однако, поскольку спин-орбитальное взаимодействие допускает электрические дипольные оптические переходы с Д8 0 в сложных молекулах, кулоновский перенос может происходить по с1с1-механизму. Похоже, что этот перенос является более медленным, чем обменные процессы, в которых переходы для донора и акцептора полностью разрешены, но, так как реальное излучательное время жизни триплетных состояний также велико, дальнодействующий перенос энергии может все еще иметь значение наряду с излучением. Отсюда следует, что дальнодействующее взаимодействие, видимо, осуществляется только в системах, в которых тушение или интеркомбинационная конверсия не являются основными процессами потери три-плетпой энергии донора. Интересно, что процесс типа [c.131]

Как видно из таблицы, КПД Це процесса в установке чрезвычайно мал (около 0,017о). Снижение расхода энергии и увеличение т]е в рассматриваемой схеме возможно только по пп. 3, 5, 6, 7, которые в сумме определяют только 30% потерь. Некоторое повышение эффективности возможно в системе криогенного обеспечения (пп. 9 и 10). Однако при всех реально осуществимых улучшениях т]е системы в целом не может превысить сотых долей процента, поскольку самая малая из потерь существенно больше минимальной работы разделения. [c.247]

Идеальная система (процесс) -теоретическая модель реальной системы (процесса), в которой все преобразования энергии проходят обратимо потери эксергии р вны нулю. Идеализированная система (процесс)—такая модель реальной системы (процесса), в котс рой учитывается какая-то часть потерь эксергии. Степень идеализации системы (процесса) может быть эа -личной в зависимости от решаемой задачи. Наиболее расиростра eн-ная модель — идеализированная система, в которой технические потери приняты равными нулю и считываются только собственные потери. [c.314]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология