مخطط درجة الحرارة والإنتروبي

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

مخطط درجة الحرارة و الإنتروبي في الفيزياء و الكيمياء (بالإنجليزية:Temperature-entropy diagram أو T-s diagram ) هو رسم بياني نقيد فيه درجات الحرارة و الإنتروبية المقابلة ، لنظام ترموديناميكي . كميات تصف النظام (كمية من الغاز مثلا) مثل الحجم و الضغط و درجة الحرارة و كمية الغاز و الإنتروبية و الإنثالبي يسمى هذا النظام نظام ترموديناميكي وتسمى تلك الخواص دوال حالة النظام .

نموذج آلة كارنون (نموذج حديث): تنتق الحرارة من درجة حرارة عالية TH عبر "وسيط للشغل " وتخرج منه باردا TC, بذلك يقوم وسيط الشغل بأداء شغلا ميكانيكيا W في الوسط المحيط ، ويتم ذلك عن طريق الانضغاط والتمدد على دورات .

من صفات "دوال الحالة" أنه إذا غيرنا أحدها مثل درجة الحرارة مثلا أو غيرنا حجمه ، ثم أعدنا درجة الحرارة إلى أصلها ، أو أعدنا الحجم إلى الحجم الابتدائي فإن جميع صفات النظام لا تتغير ويعود النظام إلى ما كان عليه في البدء ، ويصح ذلك بشرط أن يكون النظام نظاما مغلقا ،أي معزولا عن الجو والوسط المحيط به .

وصفه[عدل]

آلة حرارية تعمل كدورة كارنو . تسير العملية بين خزان ساخن عند درجة حرارة عالية TH و مصب بارد عند درجة حرارة منخفضة TC. المحور الافقي يمثل الإنتروبية وتغيرها بتغير درجة حرارة النظام (مرسومة على المحور الرأسي).

نقيد الإنتروبيا S على المحور السيني - كما في الشكل - ونفيد درجة الحرارة المقابلة للإنتروبيا على المحور الصادي .

وتنبع أهمية هذا المخطط من أن المساحة تحت هذا المنحنى تساوي كمية الحرارة المعطاة إلى النظام أو المأخوذة منه ، وذلك عندما تجري عملية تغيير حالة النظام عن طريق تغيير درجة الحرارة مثلا كعملية عكوسية. عن طريق رسم المخطط يمكن استنتاج كفاءة دورة مكونة من أربعة عمليات : عمليتان من نوع عملية متساوية الإنتروبية و عمليتين من نوع عملية متساوية درجة الحرارة . تلك الدورة تسمى دورة كارنو وهي الممثلة في مخطط درجة الحرارة والإنتروبي المبينة في الشكل ، ويمكننا تعيين المساحة المحورة فيها بسهولة، فنحصل على كفاءة الآلة .

اقرأ أيضا[عدل]