kompresi adiabatik reversibel

7/21/2019 Kompresi adiabatik reversibel

http://slidepdf.com/reader/full/kompresi-adiabatik-reversibel 1/5

Kompresi adiabatik reversibel (proses 4-1. Kenaikan suhu dari TL ke TH), Negara 4 adalah

sedemikian rupa sehingga ketika reservoir suhu rendah akan dihapus dan isolasi diletakkan

kembali di kepala silinder dan gas yang dikompresi secara reversibel, gas akan kembali ke

kondisi awal. Temperature naik dari TL ke TH selama proses ini kompresi adiabatik reversibel,

yang melengkapi siklus.

P-V diagram siklus ini ditunjukkan pada Gambar 5-41. Mengingat bahwa pada diagram PL daerah

di bawah kurva proses merupakan karya batas untuk kuasi-ekuilibrium (internal reversibel)

proses. Kita melihat bahwa daerah di bawah kurva 123 adalah kerja yang dilakukan oleh gas

selama ekspansi bagian dari siklus dan area di bawah kurva 341 adalah kerja yang dilakukan

pada gas selama bagian dari siklus kompresi. Daerah tertutup oleh jalan daerah siklus (1-2-3-4-1)

adalah perbedaan antara kedua dan merupakan kerja bersih yang dilakukan selama siklus.

Perhatikan bahwa jika kita bertindak stingily dan dikompresi gas di negara 3 adiabatik bukan

isotermal dalam upaya untuk menyelamatkan Qt, kita akan berakhir kembali di negara 2,

menapak proses jalur 3-2. Dengan demikian kita akan menghemat Qt, tapi kami tidak akan

mampu untuk memperoleh output kerja bersih dari mesin ini. Hal ini menggambarkan sekali lagi

perlunya mesin panas pertukaran panas dengan setidaknya dua recervoirs pada temperatur yang

berbeda untuk beroperasi dalam siklus dan menghasilkan jumlah bersih pekerjaan.

Siklus Carnot juga dapat dijalankan dalam sistem stabil-aliran. Hal ini dibahas dalam bab. 8

dalam hubungannya dengan siklus daya lainnya.

Menjadi siklus reversibel, siklus carnot adalah siklus operasi yang paling efisien antara dua batas

suhu tertentu. Meskipun siklus carnot tidak dapat dicapai dalam kenyataannya, efisiensi siklus

yang sebenarnya dapat ditingkatkan dengan mencoba untuk mendekati siklus carnot lebih dekat.

The Terbalik Siklus Carnot

The Carnot siklus panas-mesin yang dijelaskan di atas adalah siklus benar-benar reversibel. Oleh

karena itu, semua proses yang terdiri dapat dibalik, dalam hal ini menjadi siklus refrigerasi

carnot. Kali ini, siklus tetap persis sama, kecuali bahwa arah dari setiap panas dan interaksi kerja

dibalik: Panas dalam jumlah QL diserap dari reservoir suhu rendah, panas dalam jumlah Qh



ditolak ke reservoir suhu tinggi , dan input kerja Wnet.in diperlukan untuk menyelesaikan semua

ini

PV diagram dicadangkan Carnot Cycle adalah sama dengan yang diberikan untuk siklus carnot,

kecuali bahwa arah proses dibalik, seperti yang ditunjukkan pada gambar. 5-42

5-8 # PRINSIP Carnot

Hukum kedua termodinamika keterbatasan tempat pada operasi perangkat siklik seperti yang

diungkapkan oleh Kelvin-Planck dan Claicius satements. Sebuah mesin panas tidak dapat

beroperasi dengan bertukar panas dengan wadah tunggal. Dan kulkas tidak dapat beroperasi

tanpa masukan kerja bersih dari sumber eksternal.

Kita bisa menarik kesimpulan berharga dari laporan. Dua kesimpulan berkaitan dengan efisiensi

termal reversibel dan ireversibel (mis. aktual) mesin panas, dan mereka dikenal sebagai prinsip

Carnot (Gambar 5-43). Mereka dinyatakan sebagai berikut:

1. Efisiensi mesin panas ireversibel selalu kurang dari efisiensi yang reversibel yang beroperasi

antara sekitar dua waduk.

2. Efisiensi dari semua mesin panas reversibel yang beroperasi antara dua reservoir yang sama

adalah sama.

Kedua pernyataan dapat dibuktikan dengan menunjukkan bahwa pelanggaran baik hasil pernyataan dalam pelanggaran hukum kedua thermodinamics.

Untuk membuktikan pernyataan pertama, pertimbangkan dua mesin panas beroperasi antara

reservoir yang sama, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5-44. Satu mesin adalah reversibel,

dan yang lainnya adalah irrreversible. Sekarang setiap mesin diberikan dengan jumlah yang sama

Qh panas. Jumlah karya yang dihasilkan oleh mesin panas reversible adalah Wref, dan jumlah

yang dihasilkan oleh satu ireversibel adalah Wirrev.

Dalam pelanggaran prinsip Carnot pertama, Kami berasumsi bahwa mesin panas ireversibel

lebih efisien daripada yang reversibel (yang is.mth.irref> mth.ref) dan dengan demikian

memberikan lebih banyak pekerjaan dari yang reversibel. Sekarang biarkan mesin panas

reversibel dibalik dan beroperasi sebagai kulkas. Kulkas ini akan menerima masukan kerja Wrev

dan membuang panas ke reservoir suhu tinggi. Karena kulkas adalah menolak panas dalam

jumlah Qh ke reservoir suhu tinggi dan mesin panas ireversibel menerima jumlah yang sama



panas dari waduk ini, jaring pertukaran panas untuk reservoir adalah nol. Dengan demikian bisa

dihilangkan dengan naik-turun debit Qh lemari pendingin langsung ke dalam mesin panas

ireversibel.

Sekarang mengingat kulkas dan mesin ireversibel bersama-sama, kita memiliki sebuah mesinyang menghasilkan sebuah karya bersih sebesar Wirrev - Wrev sambil bertukar panas dengan

wadah-satu pelanggaran pernyataan Kelvin-Planck dari hukum kedua. Oleh karena itu, asumsi

awal kita bahwa mth.irrev> mth.rev salah. Kemudian kita menyimpulkan bahwa tidak ada mesin

panas dapat lebih efisien daripada panas reversible mesin beroperasi antara reservoir yang sama.

Prinsip Carnot kedua juga dapat dibuktikan dengan cara yang sama. Kali ini, mari kita mengganti

mesin ireversibel oleh mesin reversibel lain yang lebih efisien dan dengan demikian memberikan

lebih banyak pekerjaan daripada mesin reversibel pertama. Dengan mengikuti melalui alasan

yang sama seperti di atas, kita akan berakhir memiliki mesin yang menghasilkan jumlah bersih

pekerjaan sementara bertukar panas dengan wadah tunggal, yang merupakan pelanggaran

terhadap hukum kedua. Oleh karena itu kami menyimpulkan bahwa tidak ada mesin panas

reversibel dapat lebih efisien daripada yang lain panas reversible mesin operasi antara dua waduk

yang sama, terlepas dari bagaimana siklus selesai atau jenis fluida kerja yang digunakan.

5-9 # ATAS TERMODINAMIKA MUTLAK SUHU SKALA

Sebuah skala suhu yang independen dari sifat-sifat zat yang digunakan untuk mengukur suhudisebut skala temperatur absolut. Skala temperatur tersebut menawarkan kemudahan yang besar

dalam perhitungan termodinamika, dan derivasi diberikan di bawah ini.

Prinsip carnot kedua dibahas dalam detik. 5-8 menyatakan bahwa semua mesin panas reversible

memiliki efisiensi termal yang sama ketika beroperasi antara sama untuk waduk (gbr. 5-45).

Artinya, efisiensi mesin reversibel independen dari fluida kerja yang dipekerjakan dan sifat-

sifatnya, cara siklus dijalankan, atau jenis mesin reversibel yang digunakan. Karena waduk

energi ditandai dengan suhu mereka, efisiensi termal mesin panas reversibel adalah fungsi darisuhu waduk saja. Yaitu, karena. di THS hubungan Th dan Tl adalah suhu reservoir suhu tinggi

dan rendah, masing-masing

Fungsional dari dari (Th.Tl) dapat dikembangkan dengan bantuan dari tiga mesin panas

reversible ditunjukkan pada Gambar. 5-46. Mesin A dan C yang disertakan dengan jumlah yang



sama Q1 panas dari reservoir suhu tinggi pada T1. Mesin C menolak Q3 dengan hukum suhu

waduk di T3. Mesin B menerima panas Q ........ mesin A pada T2 suhu dan dan menolak panas di

amount.reservoir T3.

Jumlah panas ditolak oleh mesin B dan C harus sama karena mesin A dan B dapat digabungkanmenjadi satu operatingbetween mesin reversibel waduk sama seperti mesin C dan ini mesin

gabungan akan memiliki efisiensi yang sama dengan mesin C. Karena panas input ke mesin

adalah sama dengan masukan panas ke mesin gabungan A dan B. Kedua sistem harus menolak

jumlah panas yang sama.

Menerapkan Persamaan. 5-15 semua tiga mesin secara terpisah, kita memperoleh:

( )

( )

( )

Yang sesuai dengan:

( ) ( ) ( )

Pemeriksaan hati dari persamaan ini menunjukkan bahwa sisi kiri adalah fungsi dari T1 dan T3

dan untuk itu sisi kanan juga harus menjadi fungsi dari T1 dan T3 saja dan tidak T2. Itu adalah

nilai produk pada sisi kanan dari persamaan ini adalah independen dari nilai T . Kondisi ini

akan puas hanya jika fungsi f memiliki berikut dari:

( ) ()

() ( )

()

()

Sehingga φ (T ) akan membatalkan dari produk f (T , T) dan f (T , T ) menghasilkan

()

()

()

Ini relationis jauh lebih spesifik daripada Persamaan. 5-15 untuk fungsional dari dari Q1/Q3

dalam hal T1 dan T3.

Untuk panas reversible mesin beroperasi antara dua reservoir pada suhu TH dan TL, Persamaan.

5-16 dapat ditulis sebagai



()

()

kompresi adiabatik reversibel

Documents