ТЕОРИЯ сварочных процессов

Вычисление энтропии

Энтропия - весьма информативная функция, она зависит как от параметров процесса (р, V, Т), так и от свойств термодинамиче­ской системы, участвующей в этом процессе. Различают энтропию чистого вещества и энтропию системы, т. е. группы веществ, уча­ствующих в физико-химическом процессе.

Зависимость энтропии вещества от температуры проще всего определить для 1 моль идеального газа, используя уравнение

(8.20) . Учитывая соотношение для идеального газа dV = CydT и выражая давление р = RT/V из уравнения состояния Клапейрона - Менделеева, получаем

dS = Cv — + R—, (8.21)

Т V

где R - газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(моль - К). Под R пони­мают работу расширения 1 моль газа при нагревании на 1 К.

После интегрирования (8.21) получаем выражение для энтро­пии 1 моль идеального газа при температуре Т.

(8.22)

St~ Sq + СУІпГ + RlnV,

где So - постоянная интегрирования (полагаем, что So = 0 при О К, S0 = S° при стандартных условиях).

Из уравнения (8.22) следует, что энтропия представляет собой функцию температуры, давления (через молярный объем), а также

молярной теплоемкости при постоянном объеме Су. Теплоемкость идеального газа зависит от строения молекул: для одноатомного газа Су = (3/2)/?, а для двухатомного газа вследствие увеличения

числа степеней свободы молекулы Су = (5/2)R. Таким образом, даже в самом простейшем случае энтропия отображает строение частиц, составляющих систему. Для реальных веществ, у которых при изменении температуры происходят фазовые превращения, энтропия должна изменяться при каждом превращении. Ее изме­нение можно определить по формуле

(8.23)

где Л#пр - изменение энтальпии при фазовом превращении; ТПр

температура фазового превращения.

Значение энтропии веществ при стандартных условиях назы­вают стандартной энтропией и обозначают S°. Она равна прира­щению энтропии при нагреве от 0 до 298 К.

На рис. 8.3 приведена зависимость приращения стандартной энтропии от температуры для алюминия и железа. Из рис. 8.3 сле­дует, что расчетное уравнение для энтропии реальных веществ является весьма сложным, так как оно должно учитывать измене­ние фаз (агрегатных состояний и фазовых модификаций) и темпе­ратурные зависимости теплоемкости, различные для разных фаз системы. В общем виде его можно представить так:

L Г' , dT fcj ЛЯ'

AS0, ДжДмоль • К)

Рис. 8.3. Зависимость приращения энтропии А5? от температуры

для А1 и Fe

где Ср - изобарная молярная теплоемкость вещества /-й фазы; АН1пр - разности энтальпий /-го фазового превращения.

Приращение энтропии системы AS^.p в результате химической

реакции подсчитывают так же, как и приращение энтальпии сис­темы (см. пример 8.1), т. е. по разности стандартной энтропии продуктов реакции и исходных веществ:

^х°р=^прод-^исх - (8-246)

Энтропия веществ, находящихся в растворах, весьма сущест­венно зависит от типа и концентрации раствора, а также от актив­ности его компонентов.

ТЕОРИЯ сварочных процессов

Граничные условия

Чтобы решить дифференциальное уравнение теплопроводно­сти, необходимо задать распределение температур в начальный момент времени (начальное условие) и условия взаимодействия тела с окружающей средой на его границах (граничные условия). Начальное условие определяется …

Основные допущения и упрощения, принятые в классической теории распространения теплоты при сварке

На современном уровне развития математики аналитическое решение уравнения теплопроводности в общем виде (5.21) еще не найдено, однако при введении некоторых допущений и упрощений можно получить пригодные для практического использования ча­стные …

Дифференциальное уравнение теплопроводности

Сложный процесс изменения температуры точек тела с коор­динатами jc, у, z во времени t описывается дифференциальным уравнением теплопроводности. Для вывода этого уравнения необ­ходимо рассмотреть баланс теплоты в некотором элементарном объеме …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua

За услуги или товары возможен прием платежей Онпай: Платежи ОнПай