Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 24. 15 juni 1946 - Entropibegreppet och dess användningsmöjligheter, av Harald Lange
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
15 juni 19A6
599
gasmängderna tas bort så att blandning av dessa
sker. Det termodynamiska förloppet blir i
princip detsamma som förut men man har lättare att
tänka sig att temperatur- och hastighetsutjämning
då sker genom sammanstötning mellan
gasmolekylerna. Göres härvid det overkliga antagandet att
molekylerna två och två stöta samman med
oelastisk stöt skulle härvid uppstå en stötförlust
inom hela gasmassan
/ , Aw\2,( Aw\2 0 2
r^rJ +r— 2~) -2H» = (Arøf
2 4
Räknat såsom del av totala rörelseenergin blir
förlusten
(A w†
4 w2
Vid jämförelse med motsvarande uttryck för
en-tropiökningen framgår att storleken av såväl
denna som den tänkta stötförlusten räknad såsom
del av den totala rörelseenergin vid
tillståndsförändringen i fråga äro proportionella mot -—
ehuru de sinsemellan äro icke jämförbara
storheter. Man får givetvis ej förstå detta så att
entropi-ökning är detsamma som energiförlust, då det
skulle strida mot termodynamikens första
huvudsats, men om man uppfattar värmeenergin såsom
molekylers rörelseenergi så skulle man kunna
säga att varje förändring av värmetillståndet hos
ett system som sammanhänger med stötvis
förändring av molekylers rörelseenergi medför
en-tropiökning.
Vi skola se hur detta kan tillämpas på några
termodynamiska förlopp.
Vid isotermisk tillståndsförändring tänkes
förutom en arbetande kropp även ett oändligt stort
omgivande värmemagasin delta. Så länge
temperaturdifferens ej uppstår, vilket är möjligt
endast vid oändligt långsam tillståndsförändring,
sker ej någon entropiökning inom systemet som
helhet. (Givetvis uppstår dock entropiökning
repektive -minskning hos den arbetande kroppen
under en isoterm expansion resp. kompression.)
Vid praktiska experiment med isotermiska
tillståndsförändringar måste alltid en viss
temperaturskillnad mellan den arbetande kroppen och
värmemagasinet uppstå, varigenom entropiökning
blir följden.
Adiabatisk tillståndsförändring innebär att intet
värmeutbyte med omgivningen förekommer. Vid
omvändbar, dvs. förlustfri tillståndsförändring,
är hela tiden värmeenergin i jämvikt och
förändras kontinuerligt varför entropiökning ej
uppstår. Vid icke omvändbar tillståndsförändring
såsom vid friktion mot väggar m.m. uppstår här
entropiökning av olika anledningar. Dels erhålla
gasmolekylerna vid kontakt med väggarna en
stötvis tillkommande förändring av rörelseenergi
och dels sker en temperaturutjämning inom
gasmassan. Värmet i systemet är sålunda ej i
jämvikt, varför entropiökning blir följden.
Strypning vid strömning genom rör eller
utströmning från en gasbehållare till kärl med
lägre tryck åskådliggöres lätt i ett gasdiagram då
värmeinnehållet är detsamma vid begynnelse- och
sluttillstånden och tryck- eller volymförändring
kan mätas. Att entropiökning sker framgår
härvid omedelbart. På samma sätt som framhålles
ovan sker även här omsättning av rörelseenergi
genom friktion till värmeenergi och i samband
härmed bidrar även värmets spridning inom
gasmassan till entropiökningen.
Avsikten med nu sagda är att på ett förenklat
sätt påvisa nödvändigheten av entropiökning vid
i verkligheten förekommande termodynamiska
förlopp. Tilläggas kan att varje sådant förlopp
sker i riktning mot ett jämviktstillstånd dvs. mot
det sannolikaste tillståndet. Härmed
sammanhänger den kända satsen om sambandet mellan
termodynamisk sannolikhet och entropi.
Samband mellan
entropiökning och förlusternas storlek
Man betraktar en arbetsprocess och undersöker
sambandet mellan till- och bortförda
värmemängder samt det erhållna arbetet. Arbetsmediets
begynnelsetillstånd må vara vx ux och
sluttillståndet v2 p2 T2 u2 i2 w2, varvid enligt gängse
beteckningar
v ~ specifik volym,
p ;= tryck,
T absolut temperatur,
u ;= inre energi,
i — värmeinnehåll,
w — strömningshastighet.
Till ett kilogram av mediet tillföres
värmemängden vid temperaturen 7\ från ett
värmemagasin med den konstanta temperaturen Tx > 7Y
Ar-betsmediet uträttar därefter per kg arbetet L,
varefter till ett värmemagasin med den lägre
konstanta temperaturen T2 < Tl2 värmmängden q2
avges. Följande energiekvation erhålles
Wi + A ~ + A px v1 + qx uz + A ~ +
2 g 2 g
+ A p2 v, + AL + q2
De entropiändringar som inträffa under
energiomvandlingen äro vid
bortledande av värme från det varmare värme-
■ i <7i
magasinet —
i i
överledande av värme till det kallare
värmemagasinet +
1 2
entropiändringar som förekomma inom
arbetsmedlet.
Dessa sistnämnda entropiändringar kunna vid
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
