Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1.1.Pojęciapodstawoweztermodynamiki
1.1.4.2.Procesytermodynamicznienieodwracalne
Procesynieodwracalnezachodząprzyżnicysiłzewnętrznychiwewnętrz-
nych5.Mogązatemodbywaćsięwrzeczywistości,wciąguskończonegocza-
su.Sątozarazemtakieprocesy,którychniemożnawżadensposóbcofnąć,
tzn.układniemożewrócićdostanupoczątkowegobezwywołaniatrwałejzmia-
nywotoczeniu6.
Wśródprocesównieodwracalnychmożnawyodrębnićczterygłównetypy:
przewodzenieciepła,powstawanieciepłaprzeztarcie,procesydyfuzyjneire-
akcjechemicznezwydzieleniemsięproduktówwpostacifazyopuszczającej
środowiskoreakcji.
Gdyprocesnieodwracalnyniewymagadostarczeniadoukładuenergii
wpostacipracy,mówimy,żejesttoprocessamorzutny.Warunkiemzajścia
takiegoprocesujestistnienieodpowiednichbodźcówtermodynamicznych7,jak
gradienttemperaturynaokreślonejdługościdT/dL(np.przepływciepłaod
ciałaotemperaturzewyższejdostykającegosięznimciałaotemperaturze
niższej),gradientciśnieńdP/dL(np.ekspansjagazunastępującawtedy,kiedy
ciśnieniewewnątrzcylindrajestwyższeodciśnieniazewnętrznego),gradient
stężeńdC/dL(przepływmaterii),gradientpolaelektrycznegodV/dL(przepływ
prąduelektrycznego).Imteżnicesąwiększe,tymnaogółszybciejzachodzą
procesynieodwracalne.Jeżelinatomiastwywołaniejakiegośprocesuwymaga
wykonaniapracynaukładzie(np.elektrolizastopionegoAl
2O
3zwytworzeniem
metalicznegoglinuigazowegotlenu),toprocesten,termodynamicznienieod-
wracalny,nazywamyprocesemwymuszonym.Jeżelibodźcewywołująceproces
nieodwracalnybędącorazmniejszeibędądążyłydozera(innymisłowy,gdy
żnicasiłwewnętrznychukładuisiłzewnętrznychbędziesięzbliżaćdozera),
torównieższybkośćprocesubędziemaleć,dążącdozera.Wgranicyproces
takistawałbysięodwracalnymtermodynamicznie,astany,przezktóreukład
byprzechodził,stawałybysięstanamirównowagi.
intensywne(np.T,p,
5Pojęciesiłynależyturozumiećinaczejniżwmechanice:chodzitubowiemoparametry
Xi).
6Wyjaśnijmytenproblemnanastępującymprzykładzie:kamieńspadazpewnejwysokości.
Możnabytenkamieńpodnieśćzpowrotemnatęwysokośćiwtensposóbodwrócićproces.Mimo
toprocestenjesttermodynamicznienieodwracalny.Abypodnieśćkamieńnapoczątkowąwyso-
kość,koniecznejestwykonaniepewnejpracy.Wtrakcietegoprocesuwotoczeniukamieniazaszłoby
wieleprocesównieodwracalnych,związanychzzamianąenergiikinetycznejkamienianaciepłoprzy
przejściuprzezatmosferęizetknięciuzziemiąorazzpracąmięśni.
7Bodźcetermodynamicznesątoczynnikizycznewarunkująceprzepływ,atymsamym
wpływająnastanorganizacjiukładu.Przepływyniszcząbodźce.
9