全部书籍

专业

应用 关于 Coach 登录 开始阅读

书籍暂未推出简体中文版——当前显示 العربية 版。

الفيزياء · 术语表

什么是 الآلة الترموديناميكية?

تعريف 24.1 الفيزياء الجامعية — السنة الأولى · 第 24 章 — المحركات والآلات الحرارية

الآلة الترموديناميكية جملة مغلقة (هي المائع العامل) تُدار في دور، فتعود دوريًّا إلى الحالة نفسها، بينما تتبادل الشغل WW مع الخارج والحرارة QiQ_i مع منابع عند درجات الحرارة TiT_i — وهي منظِّمات حرارية، لا يغيّر التبادل درجة حرارتها. والآلة ثنائية المنبع تستعمل منظِّمين حراريين، هما المنبع الساخن عند ThT_h والمنبع البارد عند Tc<ThT_c < T_h. وتكون محركًا إن قدّمت شغلًا (W<0W < 0)، وثلاجة إن أُديرت (W>0W > 0) لتأخذ الحرارة من المنبع البارد، ومضخة حرارية إن أُديرت لتعطي الحرارة للمنبع الساخن. وتُحسب المقادير كلها على امتداد دور واحد، جبريًّا، بوصفها متلقاةً من المائع.

الجهتان اللتان يُدار فيهما دور ثنائي المنبع. على اليمين: يأخذ المحرك الحرارة من المنبع الساخن، ويطرح جزءًا منها إلى البارد ويقدّم الفرق شغلًا. وعلى اليسار: الآلة نفسها مُدارة إلى الوراء تضخّ الحرارة من البارد إلى الساخن؛ فهي ثلاجة إن أُريد Q_c، ومضخة حرارية إن أُريد |Q_h|.
الجهتان اللتان يُدار فيهما دور ثنائي المنبع. على اليمين: يأخذ المحرك الحرارة من المنبع الساخن، ويطرح جزءًا منها إلى البارد ويقدّم الفرق شغلًا. وعلى اليسار: الآلة نفسها مُدارة إلى الوراء تضخّ الحرارة من البارد إلى الساخن؛ فهي ثلاجة إن أُريد QcQ_c، ومضخة حرارية إن أُريد ∣Qh∣|Q_h|.

示例

مثال 24.6 (ثلاثة أعداد)

عنفة بخارية بين Th=800 KT_h = 800\,\mathrm{K} ونهر عند Tc=300 KT_c = 300\,\mathrm{K}: ηC=0.625\eta_C = 0.625؛ وتبلغ المحطات الحقيقية نحو 0.400.40. وثلاجة منزلية بين 275 K275\,\mathrm{K} في الداخل ومطبخ عند 298 K298\,\mathrm{K}: ef≤275/23=12e_f \leq 275/23 = 12؛ وتعطي الآلات الحقيقية 22 إلى 44. ومضخة حرارية تدفئ بيتًا عند 293 K293\,\mathrm{K} من هواء عند 273 K273\,\mathrm{K}: ep≤293/20=14.7e_p \leq 293/20 = 14.7؛ وتعطي المضخات الحقيقية 33 إلى 55 — أي ثلاثة إلى خمسة أضعاف ما كانت الكهرباء نفسها لتعطيه في مقاومة (المسألة 24.1).

مثال 24.18 (مضخة حرارية أم مقاومة؟)

بيت يفقد 6 kW6\,\mathrm{kW} عند −5∘C-5{}^{\circ}\mathrm{C} في الخارج يحتاج إلى 6 kW6\,\mathrm{kW} من الكهرباء بالمقاومات؛ وكانت مضخة حرارية مثالية من 268 K268\,\mathrm{K} إلى 293 K293\,\mathrm{K} لتحتاج إلى 6/11.7=0.51 kW6/11.7 = 0.51\,\mathrm{kW}؛ أما الحقيقية بدرجتَي حرارة مبادلين 260 K260\,\mathrm{K} و313 K313\,\mathrm{K} وبعامل جودة 0.550.55، فمعامل أدائها ep=0.55×313/53=3.2e_p = 0.55 \times 313/53 = 3.2، وتحتاج إلى 1.9 kW1.9\,\mathrm{kW}. وتجري مسألة نهاية الأسبوع الموسم كله، بالإنتروبيا أيضًا.

在原文中阅读 ←