Kimyoviy ishlab chiqarishning energetik texnologiyasi texnik termodinamika

1.5. Entropiya.

Termodinamikada termodinamik sistemani “nomutanosibligini” darajasini raqamda xarakterlovchi parametr muhim ahamiyatga ega, sistema holati bu funktsiyasi “ entropiya” (S) deyiladi.

E ntropiyani bu qiymatini quyidagi formuladan topiladi.

(1.34)
E ntropiyaning o’lchov birligi joulьni gradusga nisbati (J/K) hisoblanadi, lekin texnik termodinamikada bir kilogramm yoki bir molь ishchi jismni entropiyasidan, ya’ni J/(kgK) yoki J/(molь*K)da ifodalanuvchi solishtirma entropiyadan (S) foydalaniladi:

(1.35)
Entropiyaning absolyut qiymani tenglamani integratsiyalab topish mumkin.

(1.36)
Bu yerda S_o – integratsiyalash konstantasi

Nazariy jihatdan olganda, haroratning absolyut nolь ko’rsatkichida barcha jismlar tartiblashgan strukturaga ega kondensatlangan kristall holatda bo’lib, entropiyasi nolga teng bo’ladi, ya’ni T=0 S_o=0_. Bu qonun termodinamikaning uchinchi qonuni yoki Nernstning issiqlik teoremasi deyiladi.

SHuni ta’kidlash kerakki, texnik termodinamikada entropiyaning absalyut qiymatidan emas, balkim jarayonda o’zgartirilgan qiymatidan foydalaniladi.

(1.37)
SHuning uchun entropiyani ihtiyoriy tanlangan bosqichdan hisoblanib, bu jadval va diagrammalardagi turli son qiymatlarini belgilaydi.

T englamadan (1.37) differentsial ko’rinishida foydalanishda nisbatan murakkabdir, shuning uchun hisoblar uchun tenglamaning integral ko’rinishidan foydalaniladi.

(1,38)
Mendeleev- Klapeyron (1.1) tenglamasidan foydalanib, mazkur tenglama argumentlarini quyidagicha ifodalash mumkin:

(1.39)
U shbu argumentlardan foydalanib, o’zgarishlarni amalga oshirib, tenglamani o’zgacha ko’rinishga keltirish mumkin.

(1.40)
(1.41)

Entropiya tushunchasi termodinamik hisoblar uchun juda qo’lay bo’lgan T, S- diagrammani (1.8-rasm) olib borishga imkon berib, bu diagrammada huddi R, V- diagrammadagi singari termodinamik sistemaning muvozanatda bo’lgan parametrlari nuqtalar, muvozanatdagi termodinamik jarayon chiziq bilgan ifodalanadi.

Rasm1.8. T, S-diagramma

R asmdan 1.8 va tenglamadan (1.34) kelib chiqyapti.

(1. 42)

(1.43)
SHunday qilib jarayon chizig’i, chekka koordinatalar va abstsissa o’qi bilan chegaralangan mayda jarayon issiqligiga ekvivalent bo’ladi.

Formuladan (1.42) ko’rinib turibdiki, jismga issiqlik berilganda (∂q˃0),

entropiyasi ortadi (dS ˃0), issiqlik chiqarilganda (∂q<0) esa entropiyasi kamayadi (dS <0).