11.1 Entropia ca purtător de energie
Vrem să determinăm balanța energetică pentru încălzirea și încălzirea electrică. Un dispozitiv electric sau de încălzire nu înseamnă altceva decât un cablu electric simplu care poartă un curent electric și care, prin urmare, se încălzește.
Un astfel de proces de încălzire, așa cum se știe, are multe aplicații: sobe electrice, fier de călcat electric, lămpi electrice cu incandescență. Știm că, pe de o parte, în dispozitivul de încălzire se creează o entropie, iar în timpul funcționării dispozitivul își dă entropia.
Pe de altă parte, știm că încălzitorul electric este forțat să "cheltuiască" energie, adică că energia curge prin cablul de conectare de la rețea la un aparat electric. În consecință, purtătorul energiei care circulă în încălzitorul electric este energia electrică.
Acum este necesar ca această energie, care curge constant în aparatul electric prin electricitate, să iasă din el. Prin urmare, ridicăm întrebarea: Care este suportul acestei energii? Răspunsul la această întrebare este foarte simplu. Împreună cu energia din dispozitiv, urmează entropia, care este purtătorul dorit al acestei energii.
Putem generaliza această afirmație:
Fluxul de entropie este întotdeauna însoțit de un flux de energie. Entropia este purtătorul de energie.
Încălzitorul electric aparține dispozitivelor pe care le-am denumit anterior reîncărcări de alimentare. Energie cu ajutorul unui operator de transport - electricitatea curge în dispozitiv.
Aparatul creează entropia și energia, care părăsește dispozitivul cu această entropie creată. Aceasta înseamnă că energia este reîncărcată de la electricitate la entropie. În Fig. 11.1 prezintă schematic un astfel de instrument. (Figura 11.1) Diagrama fluxurilor energetice (energia, încălzitorul electric, energia, curentul electric, entropia)) (Figura 11. 2. Diagrama completă a fluxurilor de energie (energie, încălzire electrică, energie, curent electric, entropie)).
Într-un singur loc, această diagramă de flux nu este completă. Transportatorul energiei care intră, adică energia electrică, trebuie să iasă din dispozitiv din nou, deoarece electricitatea nu poate fi nici creată, nici dispărută. Din fig. 11.2 se poate observa că în plus față de intrarea în electricitate există și ieșirea ei. Considerăm că energia și energia electrică au atât o intrare cât și o ieșire, în timp ce entropia are doar o ieșire.
Acest lucru poate fi formulat și după cum urmează: Într-un încălzitor electric, energia este resetată la entropia nou creată. Rezultatele acestor considerente pot fi transferate altor procese în care este creată entropia. În Fig. 11.3 prezintă schema de flux a unui cuptor care funcționează pe combustibil lichid. Acest cuptor intră în energie printr-un suport de "combustibil lichid + oxigen". În procesul de creare a căldurii, combustibilul lichid și oxigenul sunt transformate într-un gaz de evacuare care conține vapori de apă și dioxid de carbon. În timpul arderii, entropia este creată și energia părăsește cuptorul cu această entropie.
11.2 Relația dintre fluxul de energie și fluxul de entropie
Fiecare flux de entropie este însoțit de un flux de energie. În ce legătură sunt aceste două fluxuri între ele? Răspunsul parțial la această întrebare este dat cu ușurință: forța fluxului de entropie trebuie să fie în vreun fel legată de puterea fluxului de energie.
Se poate spune chiar mai exact: două entropii de putere egală au de două ori mai multă energie decât una. Matematic, această poziție este exprimată după cum urmează: P. S (1) Această relație între P și. S. nu este completă.
Pentru a determina partea lipsă a acestei expresii, să ne întoarcem din nou la balanța energetică, dar nu și pentru încălzitorul electric, ci pentru pompa de căldură electrică, care este mai potrivită pentru înțelegerea acestei probleme. (Figura 11.5) Diagrama fluxurilor de energie pentru o pompă de căldură (energie, pompă de căldură, energie, curent electric, entropie). 11.5 prezintă diagrama fluxului acestui reboot de energie. În acest caz, pentru fiecare flux de ieșire, există un flux de influx similar puternic, inclusiv fluxul de entropie.
Energia este introdusă din nou în dispozitiv de transportor - electricitate. Electricitatea părăsește pompa de căldură după ce și-a abandonat energia. Pe de altă parte, entropia curge în pompa de căldură, care este înlocuită de energia care a venit cu electricitate. Această energie părăsește pompa împreună cu entropia care apare. Luați în considerare mai bine partea dreaptă a diagramei de flux.
Săgeata dreaptă a energiei este energia obținută din electricitate. Partea dreaptă a acestei diagrame poate fi reprezentată mai precis, așa cum se arată în Fig. 11.6. Se poate observa că entropia care curge în pompa de căldură poartă și energie.
În același timp, entropia rezultată are mai multă energie în comparație cu entropia care intră, adică există o adăugare suplimentară de energie la energia primită de la electricitate. Prin urmare, în fig. 11.5 sunt prezentate doar așa-numitele fluxuri de energie "curate". (Figura 11.6: Pompa de căldură: aici sunt descrise în detaliu fluxurile energetice care curg cu entropia (energie, pompă de căldură, energie, curent electric, energie, entropie)
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: