 |
|
Рабочее тело снова поступает в испаритель 1.
Тепловой насос (рис. 6.16), как и холодильные машины, работает по
обратному циклу. Найдем для него коэффициент φц.
В соответствии с рис. 6.16, б можно написать, что q2 = Т2 Δs и
lц = q2 _ q0 = Т2 Δs _ Т0 Δs, где q0 _ количество теплоты, которое погло-
Рис. 6.16. Схема теплового насоса (а) и диаграмма его цикла T – s (б)
Щается из окружающей среды. Подставляя выражения q2 и q0 в формулу
(6.17), получим:
2 0
2 0
2 1
ц
Ц T T
T
T s T s
T s
Q q
q
L q
Δ − Δ = −
Δ
ϕ = = − = (6.18)
Преимущество теплового насоса перед другими отопительными
Устройствами состоит в том, что при одинаковой затрате энергии (lц) с помо-
Щью его подводится к нагреваемому объекту всегда большее количество
теплоты: q2 = (lц + q0), чем то, которое подводится при любом другом
Способе подогрева.
Основы термодинамики неравновесных процессов
Линейная неравновесная термодинамика
Для достижения равновесия иногда требуются очень большие времена,
Поэтому при моделировании реальных систем и процессов приходится ис-
Пользовать представления о метастабильных или неравновесных состояниях.
Неравновесные процессы, в отличие от равновесных, протекают с конечной
Скоростью. Введение в термодинамику новой переменной _ времени приво-
Дит к некоторым изменениям в математическом аппарате. При этом почти
Все закономерности и подходы, которые были сформулированы при рассмот-
Рении равновесных процессов, остаются справедливы и для описания нерав-
Новесных процессов, если исходить из концепции локального равновесия.
Локальное равновесие - термодинамическое равновесие, реализуемое
В малых частях неравновесной системы. Такие части системы называют
Элементарными объемами. Элементарный объем велик по сравнению с
Расстояниями между молекулами и мал по сравнению с неоднородностями
Среды. Величины, отнесенные к физически малым частям системы, называют
Локальными макроскопическими величинами.
Время установления локального равновесия при температурах,
Близких к комнатной, составляет, например, в газах 10_12 _ 10_10 с, так что
Гипотеза о локальном равновесии справедлива практически всегда.
При наличии локального равновесия значения термодинамических
Переменных определяют для каждого элементарного объема. Вся система
Рассматривается как совокупность взаимодействующих частей, характери-
Зующихся различными значениями этих переменных. При этом принимают,
Что локальные макроскопические величины не зависят от состояния сосед-
Них элементарных объемов. Экстенсивные переменные заменяются их
Плотностями, которые, как и интенсивные переменные, являются функциями
координат х и времени t:
S(х,t), и(х,t), пi(х,t) _ энтропия, внутренняя энергия и количество i -го
вещества в единице объема;
Т(х,t), р(х,t), v,(х,t) _ температура, давление и удельный объем.
В основе термодинамики неравновесных процессов лежат те же зако-
Ны, что и для равновесной термодинамики, но появляется ряд дополнитель-
Ных соотношений, связанных с введением в явном виде понятия времени.