проект:    архи.всё -> энтропия
   Энтропия и энергия
Центр Исследования Хаоса Энтропия
Архитектурный журнал
прессслужба


Лекции
Строительство
 

11.1 Энтропия как носитель энергии

Мы хотим определить энергетический баланс для электрических отопительных и нагревательных приборов. Под электрическим или нагревательным прибором подразумевается не что иное, как простой электрический провод, по которому протекает электрический ток и который, вследствии этого, нагревается.

Такой процесс нагревания, как известно, имеет множество применений: электроплитки, электроутюги, электрические лампочки накаливания... Мы знаем, что, с одной стороны, в нагревательном приборе создается энтропия, причем во время работы прибор отдает свою энтропию.

С другой стороны, нам известно, что электронагреватель вынужден «расходовать» энергию, то есть энергия через соединительный кабель втекает из сети в электрический прибор. Следовательно, носителем втекающей в электронагреватель энергии является электричество.

Теперь необходимо, чтобы эта энергия, которая постоянно посредством электричества втекает в электрический прибор, вытекала бы из него. Поэтому мы ставим вопрос: Что является носителем этой энергии? Ответ на этот вопрос весьма прост. Наряду с энергией из прибора вытекает также и энтропия, которая и является искомым носителем этой энергии.

Мы можем это утверждение обобщить:

Поток энтропии всегда сопровождается потоком энергии. Энтропия является носителем энергии.

Электронагреватель принадлежит к приборам, которые мы ранее называли перезагрузчиками энергии. Энергия с помощью носителя - электричества втекает в прибор.

В приборе создается энтропия и энергия покидает прибор с этой созданной энтропией. То есть энергия перезагружается от электричества на энтропию. На рис. 11.1 схематически показан такой прибор. (Рис. 11.1. Диаграмма потоков энергии. (энергия; электронагреватель; энергия; электрический ток; энтропия)) (Рис. 11. 2. Полная диаграмма потоков энергии. (энергия; электронагреватель; энергия; электрический ток; энтропия))

В одном месте эта диаграмма потоков не закончена. Носитель втекающей энергии, то есть электричество, должен из прибора снова вытекать, так как электричество здесь не может ни создаваться, ни исчезать. Из рис. 11.2 видно, что кроме входа для электричества имеется также и его выход. Учти, что энергия и электричество имеют как вход, так и выход, в то время как энтропия имеет только выход.

Это можно сформулировать также следующим образом: В электронагревателе энергия перезагружается на вновь созданную энтропию. Результаты этих соображений могут быть перенесены и на другие процессы, в которых создается энтропия. На рис. 11.3 представлена диаграмма потоков печи, работающей на жидком топливе. В эту печь втекает энергия посредством носителя «жидкое топливо + кислород». В процессе создания тепла жидкое топливо и кислород превращаются в выхлопной газ, содержащий водяной пар и углекислый газ. При сгорании создается энтропия и энергия покидает печь с этой энтропией.

 

11.2 Связь между потоком энергии и потоком энтропии

Каждый поток энтропии сопровождается потоком энергии. В какой связи друг с другом находятся эти два потока? Частичный ответ на этот вопрос дать довольно легко: Сила потока энтропии должна быть как-то связана с силой потока энергии.

Можно сказать еще более точно: Два одинаковых по силе потока энтропии несут вдвое больше энергии, чем один из них. Математически это положение выражается следующим образом: P ? S (1) Это соотношение между P и ? S , не является законченным.

Для того чтобы определить отсутствующую часть этого выражения, обратимся снова к энергетическому балансу, но не для электронагревателя, а для электрического теплового насоса, который лучше подходит для понимания этой проблемы. (Рис. 11.5. Диаграмма потоков энергии для теплового насоса.(энергия; тепловой насос; энергия; электический ток; энтропия)) На рис. 11.5 представлена диаграмма потоков этого перезагрузчика энергии. В этом случае для каждого вытекающего потока существует такой же силы втекающий поток, в том числе и для потока энтропии.

Энергия снова вводится в устройство носителем – электричеством. Электричество покидает тепловой насос после того, как оно отдало свою энергию. С другой стороны, в тепловой насос втекает энтропия, на которую и перезагружается пришедшая с электричеством энергия. Эта энергия покидает насос вместе с вытекающей из него энтропией. Рассмотрим более внимательно правую часть диаграммы потоков.

Правая стрелка энергии представляет собой энергию, которая была получена от электричества. Правую часть этой диаграммы можно еще точнее представить так, как это показано на рис. 11.6. Здесь видно, что втекающая в тепловой насос энтропия также несет энергию.

При этом вытекающая энтропия несет больше энергии по сравнению с втекающей энтропией, то есть существует дополнительная добавка энергии к энергии, полученной от электричества. Следовательно, на рис. 11.5 представлены только так назваемые «чистые» потоки энергии. (Рис. 11.6. Тепловой насос. Здесь подробно представлены потоки энергии, которые текут с энтропией. (энергия; тепловой насос; энергия; электрический ток; энергия; энтропия))

  . страницы:
1  6
2 7
3  
4  
5  
  . содержание:
       архи. трансформер ( развернуть и cвернуть )
      
  . архи.поиск:
  . архи.другое:
Эффект Ёлки
  . архи.дизайн:
 
  Семён Расторгуев ©  рaдизайн ©


    © www.physikdidaktik.uni-karlsruhe.de

    © 2007—2015, проект АрхиВсё,  ссылайтесь...
Всё.