Рассмотрим пример преобразования работы в теплоту трения и оценим влияние этой необратимости на получение возможной работы в изолированной системе.
Предположим, что две металлических пластины трутся друг о друга. Перемещение этих пластин вызвано затратой механической работы в изолированной системе. В результате трения пластины нагреваются, т.е. механическая работа преобразуется в теплоту трения. Обозначим механическую работу, которая преобразовалась в теплоту трения, величиной L=Q и рассмотрим эту ситуацию в диаграмме T,S (рис. 9.30). Поскольку пластины восприняли (внутреннюю) теплоту трения, то их энтропия увеличилась, следовательно, увеличилась и энтропия данной изолированной системы – ΔSС=S2-S1>0. Если теплоту трения Q этих пластин использовать даже в обратимом цикле, где охладителем является окружающая среда, то полученная максимально возможная работа в этой системе будет соответствовать эксергии источника теплоты в виде этих нагретых пластин – Е=пл.1231. Эта максимально возможная работа будет меньше теплоты трения на величину площади 132'1'1, которая соответствует произведению TОСΔSС. Следовательно, необратимость процесса преобразования работы в теплоту трения привела к потере возможной работы, которая тоже может быть определена по теореме Гюи–Стодолы
(-ΔL=L-E=TОСΔSС).
| предыдущий параграф | содержание | следующий параграф |