Дополнительная работа необратимости

Действительный расход энергии, затрачиваемой на разделение газа, гораздо выше, чем указанная минимальная работа, вследствие необратимости отдельных процессов и больших тепловых потерь. Дополнительная работа, обусловленная необратимостью процессов, составляет [c.27]

Вообще говоря, вся необходимая для разделения газа при низкой температуре работа подводится к газу, сжимаемому в компрессорах при температуре, которая несколько выше температуры окружающей среды То- Таким образом, тепло сжатия может быть отдано окружающей среде. Исходный газ, продукт и отбросные газы проходят по теплообменникам, в которых их температура изменяется от Го до Т. Основной функцией теплообменников является снижение теплосодержания при охлаждении от То до Г1. В случае отсутствия теплообменников для перекоса этого тепла с уровня Т на уровень Го потребовалась бы дополнительная работа (т. е. для поддержания теплового ба-ланса системы оказалась бы необходимой большая холодопроизводительность). Снижение температурного напора в теплообменниках приводит к пропорциональному уменьшению работы (так как уменьшаются потери на создание дополнительной холодопроизводительности), однако оно сопровождается увеличением объема ( т. е. первоначальной стоимости теплообменника) и гидравлического сопротивления теплообменника (т. е. расхода энергии на преодоление этого сопротивления). Поэтому должен существовать теплообменник оптимальной конструкции, обеспечивающий минимальную стоимость процесса теплообмена. Вопросы экономики теплообменника в принципе могут рассматриваться независимо от термодинамической необратимости других процессов в данной установке (например, независимо от процесса ректификации). [c.248]

Клаузиуса неравенство (39) устанавливает, что при необратимых процессах суммарное изменение энтропии всегда больше, чем при обратимых. Это связано с тем, что при необратимых процессах работа всегда меньше, чем при обратимых, и эта разность работ переходит в теплоту, что и вызывает дополнительное возрастание энтропии. [c.311]

Дополнительная работа, связанная с необратимостью процесса охлаждения газа от источника с низшей температурой, эквивалентна той дополнительной работе по сжижению газа, которую мы имеем в цикле Карно, т. е. [c.84]

Дополнительная работа TAs из-за необратимости отдельных процессов [c.88]

Дополнительная работа из-за необратимости [c.88]

Из последнего выражения следует 1) дополнительная работа, расходуемая в необратимом холодильном цикле, по сравнению с обратимым при получении одного и того же количества холода, равна произведению температуры окружающей среды на возрастание ее энтропии вследствие необратимости процессов цикла, если окружающая среда сохраняет постоянную температуру [c.17]

Характеризуя цикл теплового насоса, относят все величины в отличие от холодильного цикла к полученному теплу. Исходя из этого, можно также и здесь оценить необратимость цикла по приращению энтропии. Сделаем это в рассматриваемом примере. Если в обратимом и необратимом циклах отводятся одинаковые количества тепла <7, то составив тепловые балансы, можно вычислить дополнительную работу ДЛ/=Л/ —затрачиваемую в необратимом цикле [c.21]

Пусть теперь компрессор совершит необратимый процесс сжатия, тогда по достижении конечной температуры адиабатного обратимого сжатия энтропия газа возрастает на величину дз, определяемую необратимыми потерями, имеющимися при совершении процесса, и состояние газа обозначится точкой 2. Минимальная дополнительная работа, расходуемая в необратимом процессе, может быть без труда определена с помощью известного в термодинамике метода. Вернем газ из состояния 2 путем совершения обратимых процессов адиабатного 2 —си изотермического с—/ в первоначальное состояние 1. Тогда работа, которую отдаст газ, будет равна работе адиабатного расширения в процессе 2 —с, т. е. площади с —2 —/—/ или все равно, что Ь—2а—а—а, за вычетом работы изотермического сжатия в процессе с—1, выражаемой площадью [c.42]

Карно и 1—2—3—4 с дроссельным вентилем, при одинаковой холодопроизводительности, равной площади Ь—4 —1—й, нетрудно определить, что дополнительная работа, расходуемая в необратимом цикле, равна произведению ТДз. [c.153]

Таким образом, если тело должно быть охлаждено от Та до T в цикле с постоянными температурами, весь холод получается при самой низкой температуре Т и, значит, не самым экономичным способом. Дополнительная работа ДЛг, расходуемая в необратимом холодильном цикле при получении одного и того же количества холода, равна произведению температуры Г окружающей среды на возрастание As ее энтропии. Величина АА1 выражает минимальную работу, которую нужно затратить для того, чтобы вернуть тело в первоначальное состояние после совершения необратимого процесса. [c.25]

Действительная работа разделения даже в наиболее совершенных установках в несколько раз превышает минимальную. Объясняется это Необратимостью процессов сжатия, расширения, теплообмена, ректификации и т. п. Дополнительная работа, связанная с необратимостью, равна [c.86]

В низкотемпературных циклах обычна встречаются следующие необратимые эффекты и процессы приток теплоты из окружающей среды и недорекуперация теплопередача в теплообменниках с конечной АГ гидравлическое сопротивление в трубопроводах, теплообменниках и разделительных колоннах трение и необратимый теплообмен в детандерах и компрессорах дросселирование обмен между фазами, проходящий не в равновесных условиях. Всякий раз, когда в какой-либо части цикла происходит полностью или частично необратимый процесс, он неизбежно должен компенсироваться дополнительной работой. Этим правилом следует руководствоваться при-сравнении различных низкотемпературных процессов [20]. [c.81]

Дополнительная работа, связанная "С необратимыми процессами [c.82]

Как известно, любые процессы разделения не могут протекать самопроизвольно и должны, в соответствии со вторым началом термодинамики, сопровождаться затратой работы извне. В идеальных процессах величина этих затрат определяется только состояниями исходной смеси и продуктов разделения, в реальных процессах непременно возникают дополнительные затраты работы, связанные с необратимостью физико-химиче ских превращений и зависящие от способа их реализации, т. е от ряда внутренних характеристик процесса. В настоящем раз деле приведены соотношения для расчета энергетических за трат в эталонном процессе на основе понятий минимальной ра боты и эксергии экстракции компонента или фракции из смеси газов. [c.229]

В действительности расход энергии на разделение газа значительно выше, чем минимальная работа, подсчитанная по уравнению (4-9), вследствие необратимости отдельных процессов. Дополнительная работа, связанная с необратимостью процессов разделения, составляет [c.210]

Необратимые потери, возникающие вследствие гидравлических сопротивлений в теплообменном аппарате, приводят к необходимости увеличения давления на входе в криогенную установку. Дополнительная работа нагнетательного устройства при этом составляет [c.63]

Однако дополнительная работа, затраченная на нагревание, принципиально не относится к необратимым потерям, так как она может быть возвращена в процессе расширения 2—2". При переходе в первоначальное состояние путем совершения обратимого процесса 2—2"—/"—1 потребуется дополнительно затратить только работу, эквивалентную произведению на Д5. Таким образом, необратимый процесс сжатия с подводом части тепла к газу термодинамически совершеннее, чем процесс без подвода этого тепла [c.33]

Из последнего выражения следует 1) дополнительная работа, расходуемая в необратимом холодильном цикле по сравнению с обратимым при получении одного и того же количества холода, равна произведению температуры окружающей среды на возрастание ее энтропии вследствие необратимости процессов цикла, если окружающая среда сохраняет постоянную температуру 2) величина АЛГ выражает минимальную работу, которую нужно затратить для того, чтобы вернуть тело в первоначальное состояние после окончания необратимого процесса. [c.45]

Рассмотрим теперь потери в результате необратимости вследствие разности температур между рабочим телом и окружающей средой. Площадь Ь ——3 —2 на рис. 16, а выражает количество тепла д", отводимого в этом случае. Для отвода тепла д" при температуре Т большей чем Г, нужно затратить дополнительную работу А1", величина которой определяется компенсацией, необходимой для переноса тепла от температурного уровня Т до Т, а именно произведению Т на возрастание энтропии В самом деле, при одинаковой холодопроизводительности д циклов разность затрачиваемых работ АЛ/"=Л/"—АГ равна разности отводимого в этих циклах тепла д"—д. Величину А " определяют путем откладывания по линии постоянной температуры Т от точки 4 площади 4—4"—4 —Ь равновеликой площади —3 — 2 — Ь выражающей отводимое тепло. [c.45]

Работа А1, затрачиваемая в необратимом цикле, состоит из Л/ работы обратимого цикла и АЛ/—дополнительной работы, расходуемой на необратимые потери [c.45]

Энтропия (37, 38)—термодинамическая координата состояния, отвечающая теплообмену. Неизмеряемая функция состояния системы, определяемая вторым началом термодинамики. Мате.матичсский аппарат термодинамики фактически построен на использовании свойсти внутренней энергии и энтропии. Особое значение в химии имеет в связи с вычислением химических потенциалов и констант равновесия химических реакций. Вычисление (62) идеального газа (75, 83) газа Ван-дер-Ваальса (77) статистические расчеты (207, 220, 221). Возрастание энтропии при необратимых процессах связано с дополнительным источником теплоты — некомпенсированной теплоты Клаузиуса (284) — переходом в теплоту потерянной части работы. Важным разделом линейной термодинамики необратимых процессов является вычисление скорости возрастания энтропии (источник энтропии). [c.317]

Дросселирование дает двойные потери с одной стороны, необратимость этого процесса вызывает уменьшение холодопроизводительности с другой стороны, при исключении расширителя затрачивается дополнительная работа Л/р . [c.122]

Таким образом, введение в цикл с регулирующим вентилем охлаждения жидкости путем снижения холодопроизводительности при температуре То не приводит к изменению холодильного коэффициента. Сравнивая циклы 1—2—3—4—4 с регулирующим вентилем и с охлаждением жидкости 1а—1—2—3—4—5—1а с циклом Карно 1—2—3—За—4 одинаковой с ними холодопроизводительности, можно определить дополнительную работу, затрачиваемую в этих необратимых циклах по сравнению с обратимым. Эта работа эквивалентная площади О—4—За—4, равна в обоих случаях и вследствие равенства площадей О—4—4а и Ь—4а—4 —с выражается произведением температуры Т на возрастание энтропии Аз в необратимых процессах регулирующего вентиля или теплообмена. Перенос тепла процесса 4—О, в котором температура изменяется от величины Т до То на более низкий температурный уровень То без получения работы, необратим и дает возрастание энтропии. В необратимых процессах дросселирования в регулирующем вентиле, равно как и охлаждения жидкости от точки 4 до точки О телом с более низкой температурой, чем Т, энтропия Дз возрастает на одну и ту же величину ( <— 0 = и дополнительная работа [c.135]

Сокращение необратимых потерь процесса сжатия может быть получено в результате применения другого метода приближения действительного процесса к обратимому—многоступенчатого сжатия. Такой процесс показан на рис. 60, а. В адиабатическом процессе сжатия, приводящем в холодильном цикле к необратимым потерям, затрачиваемая дополнительная работа, по сравнению с процессом 1—Г—3 без необратимых потерь, эквивалентна площади Г—2—3. Сжимая пары в компрессоре в адиабатическом процессе [c.144]

Кроме того, часто возникают и другие осложнения процесса разделения. Значения pH смещаются в сторону кислых или щелочных сред, что ускоряет гидролиз полимерных мембран. Возможно обезвоживание набухающих мембран, сопровождающееся необратимым изменением их структуры. В концентрированных растворах ряда органических веществ может происходить растворение мембран. В результате дополнительного воздействия концентрационной поляризации на мембране могут выпадать в осадок малорастворимые соли, а при ультрафильтрации высокомолекулярных соединений образуется гелеобразный слой, что нарушает нормальную работу аппаратов. [c.188]

При формулировке первого закона термодинамики предполагается, что энергия может преобразовываться только в теплоту или работу. Однако принципиально энергия системы можег меняться также при изменении количества вещества при удалении вещества из системы оно уносит часть внутренней энергии этой системы, а при поступлении вещества в систему последняя получает дополнительное количество энергии. Системы, в которых возможно изменение количества вещества за счет его притока или выноса из системы, называют открытыми. Если такой процесс невозможен, систему называют замкнутой. Следует отличать еще изолированную систему, в которой невозможен обмен с внещней средой не только веществом, яо и энергией. В изолированных системах энергия всегда остается постоянной. Термодинамическое исследование открытых систем приобрело важное значение при переходе к живым организмам, которые находятся в обмене веществом с внешней средой. Эти системы также широко используются при моделировании непрерывных процессов в химической промышленности, где в химический реактор (систему реакторов) непрерывно поступают исходные вещества, а на выходе— конечные продукты. Теория открытых процессов (систем) достаточно хорошо разработана, поскольку исторически она возникла одновременно с термодинамикой необратимых процессов, однако при дальнейшем изложении теория открытых процессов не будет рассматриваться более глубоко. [c.220]

Развитие термодинамики необратимых процессов позволило точно описать явление возрастания энтропии. Неравенство (1.28) фактически означает, что при необратимом протекании процесса появляется дополнительное количество энтропии благодаря переходу в теплоту некоторой части работы, называемой потерянной работой (а теплоту — некомпенсированной теплотой Клаузиуса). [c.39]

Для возможности объективного суждения о сравнительных достоинствах и недостатках двух разных принципов получения холодильного действия в АРТТ и АТТ нужно исключить влияние множества второстепенных факторов, проявляющихся при реальном выполнении той и другой машины. Поэтому рассматривают [46] идеализированные — образцовые — схемы АРТТ и АТТ, в которых сохранены принципы работы и свойства рабочих веществ, но устранены по возможности все дополнительные очаги необратимости — дросселирование и теплообмен в аппаратах. Для этой цели в образцовых схемах дроссельные вентили заменяют идеальными турбинами, для раствора и агента, энергия которых используется для привода насосов. Поверхности аппаратов приняты бесконечно большими. Неравенство водяных эквивалентов растворов в теплообменниках, вызывающее недорекуперацию тепла, устранено путем отбора необходимой части крепкого раствора в ТХК на ректификацию, а в РС — на паровой переохладитель. [c.158]

Площадь —4 —3 —3—О как раз и равна ТДз. Вместе с тем, перенос теплоты процесса 3—О на температурный уровень связан с возрастанием энтропии, так как такой процесс необратим. Энтропия холодного тела с температурой Тр после воспринятия тепла процесса 3—определяется точкой 4, а работа, которую нужно затратить, возвращая тело в первоначальное состояние 3 в обратимых процессах 4 —3 и 3 —3, равна площади О—4 —3 —3—О или ТДз. В необратимых процессах дросселирования, равно как и охлаждения жидкости от точки 3 до точки О телом с температурой Т , энтропия возрастает на одну и ту же величину Дз, и дополнительная работа в результате этого в обоих случаях равна ТДз. Отсюда и следует, что примененная здесь система регенерации тепла не исключает необратимости, а приводит к замене одного необратимого процесса (дроссельного вентиля) другим (регенерация тепла). [c.153]

Цикл теплового насоса с переменной тем -пературой горпчего источника [30, 31, 32]. Нагревание горячего тела от температуры Г(, до Та (рис. И, б) при условии постоянства температуры Г может быть осуществлено обратимым циклом 1—2—3— —4. В цикле из двух изотермических и двух адиабатических процессов необходимо процесс отвода тепла вести при напвысшей температуре Г . Для нагревания горячего тела до температуры Г требуется отвести тепло от рабочего тела по изотерме Г (на участке 2—3 ), а это сопряжено с необратимыми потерями вследствие конечной разности температур. Дополнительная работа АА1, затрачиваемая в необратимом цикле теплового насоса, по сравнению с обратимым нри одинаковых [c.25]

В низкотемпературных циклах обычно встречаются следующие необратимые эф-фектьГ 1) приток тепла из окружающей среды и недорекуперация 2) теплопередача в теплообменниках с конечным 3) трение в трубопроводах 4) трение в машинах 5) дросселирование 6) обмен между фазами, проходящий не в равновесных условиях. Вообще всякий раз, когда в какой-либо части цикла происходит любой необратимый процесс, он неизбежно должен компенсироваться дополнительной работой. Этим правилом следует руководствоваться при сравнении различных низкотемпературных процессов. [c.64]

В реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора, как показывают расчеты и эксперименты [1—4], существует до пяти <я ционарных режимов даже для простейшего случая одной необратимой реакции первого порядка. Одновременно с сильноэк-йИтермичными существуют более пологие профили температуры вдоль реактора. Желание обеспечить оптимальные температурные условия заставляет нас выбирать тот пли иной стационарный режим. Однако он может оказаться неустойчивым, и, следовательно, работа реактора невозможна в этом случае без дополнительных управляющих устройств. Управление процессом может осуществляться, паиример, путем изменения поверхности теплоотвода (уровня жидкости в парогенераторе) и температуры хладоагента (давления кипящего хладоагента или скорости его циркуляции). [c.116]

В большинстве описанных выше случаев рассматривалось ускорение или торможение электрохимических процессов с участием неорганических деполяризаторов [9—32, 34—38, 41—51, 56—62, 70, 72—78, 98—106]. Меньше внимания было уделено влиянию поверхностноактивных веществ на электродные процессы с участием органических деполяризаторов. И в этом случае присутствие адсорбирующихся веществ влияет на число волн и их форму, на потенциалы полуволны и механизм обратимых и, особенно, необратимых процессов. Например, ингибирующее влияние эозина на полярографическое восстановление некоторых хиионов было описано в работе Визнера 18]. Эозин снижает предельный ток обратимой катодной волны хинона, не влияя на потенциал полуволны. При более отрицательных потенциалах наблюдается дополнительная волна, соответствующая заторможенному восстановлению хинона на новерхности электрода, покрытой адсорбировавшимся веществом. При необратимом восстановлении могут иметь место оба вида торможения, как обусловленного образованием иленки, так и изменением %-потеициала (в случае поверхностноактивных веществ ионного типа). Подобные факты описаны в ряде работ 1111—114]. В частности, отмечался значительный эффект тетраалкиламмониевых солей, которые часто применяются в качестве фона при исследоваиии органических деполяризаторов при этом влияние оказывают и концентрация, и размер тетраалкиламмониевых ионов. Так как полярографические данные (особенно значения потенциалов полуволн) часто используются для устаиовле- [c.311]

При необратимой хемосорбции органического вещества на электроде с достаточно развитой поверхностью поступают следующим образом. Электрод погружают в раствор, содержащий исследуемое органическое вещество и электролит фона, и выдерживают его некоторое время, необходимое для установления стационарного состояния адсорбции. Затем электрод и рабочее отделение ячейки многократно промывают раствором фона, освобожденным от кислорода, после чего также в растворе фона подвергают адсорбированное вещество электроокислению или электровосстановлению. Отсутствие органического вещества в объеме раствора естественно снимает трудности, связанные с возможностью дополнительной адсорбции. Эта методика была предложена в работе Т. Павела и работах А. И. Шлыгина с сотр. и получила более полное развитие в работах А. Н. Фрумкина, Б. И. Подловченко с сотр. [c.8]

В парожидкостных трансформаторах тепла сжатие рабочего агента 13 компрессоре близко к обратимому адиабатному процессу. Поэтому внутренняя работа компрессора иа единицу расхода рабочего агерп а может быть определена как работа идеального компрессора с учето дополнительных потерь от необратимости процесса сжатия [c.53]

В КЗЭ белков между молекулами пробы и стенками капилляра могут возникнуть сильные, в основном электростатические, взаимодействия. Они происходят между отрицательно заряженными сила-нольными группами поверхности и положительно заряженными функциональными группами пробы. Некоторую дополнительную роль могут играть также неспецифические взаимодействия с образованием водородных мостиков или ван-дер-ваальсовы взаимодействия. Адсорбция молекул белков на стенках капилляра может отрицательно сказываться на разделении при КЭ и поэтому нежелательна. Она приводит к ухудшению воспроизводимости времен миграции, уширению и асимметрии пиков, и даже к необратимой адсорбции компонентов пробы. Поэтому при работе с немодифицированным капилляром рекомендуется после каждого проведенного разделения при вводе пробы из биологических матриц основательно промыть капилляр (например, МаОН). При этой операции молекулы, адсорбированные на стенках капилляра, удаляются, и воспроизводимость системы улучшается. Существует несколько возможностей подавления нежелательных взаимодействий между белками и стенками капилляра. [c.66]