موازنه آنتروپی

موازنه آنتروپی

هدف اصلی در این فیلم آموزشی، به دست آوردن و ارائه رابطه مهم موازنه انرژی است. با استفاده از این رابطه می توان ترم تولید آنتروپی را به دست آورد. موازنهآنتروپی از لحاظ مفاهیم کلی شبیه به موازنه انرژی است. برای موازانه انرژی می گفتیم خالص تبادل انرژی سیستم با محیط بیرون برابر است با تغییرات انرژی سیستم. در رابطه موازنه آنتروپی هم تبادل آنتروپی سیستم با محیط بیرون فقط در فرآیند برگشت پذیر برابر با تغییرات آنتروپی سیستم است. برای فرآیندهای واقعی که برگشت ناپذیر هستند همواره یک عبارت تولید آنتروپی وجود دارد. در واقع برای فرآیندهای برگشت ناپذیر تبادل آنتروپی سیستم با محیط به اضافه تولید آنتروپی برابر با تغییرات آنتروپی سیستم است. برای موازنه انرژی تولید انرژی وجود نداشت و مهم ترین تفاوت موازنه آنتروپی و انرژی همین عبارت تولید است. اما همان گونه که گفته شد، سیستم می تواند با محیط تبادل آنتروپی داشته باشد. دو مکانیزم برای تبادل آنتروپی وجود دارد: گرما و جریان جرم. همان گونه که قبلاً هم گفته شد، تبادل آنتروپی ناشی از کار وجود ندارد. اما تبادل آنتروپی ناشی از گرما به میزان تبادل گرما تقسیم بر دمای مطلق تبادل گرما بستگی دارد و برای فرآیندهای آدیاباتیک تبادل آنتروپی ناشی از گرما وجود ندارد.

با توجه به این که هر مقدار جرم مشخصی، یک آنتروپی مشخص دارد، پس ورود و خروج جرم می تواند بر تغییرات آنتروپی سیستم تأثیر بگذارد. تبادل آنتروپی ناشی از جریان جرم برابر است با اندازه جرم ورودی ضربدر آنتروپی ماده موردنظر بر واحد جرم در دما و فشار (یا حجم) جریان جرم. با دانستن مکانیزم های تبادل آنتروپی می توان عبارت کلی موازنه آنتروپی را نوشت. برای فرآیندهای جریان پایا تغییرات آنتروپی سیستم برابر با صفر است. و برای سیستم های بسته عبارت تبادل آنتروپی ناشی از جریان جرم وجود ندارد و تبادل آنتروپی فقط ناشی از مبادله گرماست.

http://highered.mheducation.com/sites/0073398179/information_center_view0/index.html

دانلود ویدئو

(۱۳۹۳)