آلة كظومة
تعريفًا بالموضوع، آلة كظومة في الهندسة الميكانيكية والكيمياء (بالإنجليزية: Adiabatic Machine)
وفي هذا الصدد، هي آلة لا تسخن ولا تبرد ، أي لا يحدث فيها تبادل حراري ولذلك يوصف مبدأ عملها ب عملية كظومة . ولكنها ليست عملية متساوية الاعتلاج وإنما تستغل تغير الإنتروبي للتحريك . مثل تلك الآلة التوربين الذي يدور بالبخار ويؤدي شغلا ميكانيكيا. يدخله بخار مضغوط ويحتك بريش التوربين ويخرج البخار من المخرج متمددا مما يزيد إنتروبيا الغاز ، ويحدث ذلك بدون تبادل حراري بين النظام والوسط المحيط ، أي أن Q = 0 ولذلك تسمى الآلة «ألة كظومة» . ويوضح الرسم البياني تغير الحالة للآلة عن طريق مخطط درجة الحرارة والإنتروبي ، حيث تعطي المنحنيات تغير الإنتروبي S كدالة لدرجة الحرارة T. وهي كما نرى لا تختلف عن مخطط الإنثابي H والإنتروبي S .
دالة الحالة
- عمل (ترموديناميك)
- ميكانيك لاغرانج
- معادلة هاميلتون
- ستة درجات حرية
- طاقة حرارية
كفاءة الآلة
كذلك، وبقسمة المعادلة على كتلة الغاز الداخل مع اهمال الطاقة الخارجية
وفي هذا الصدد، نقوم بتطبيق القانون الأول للديناميكا الحرارية على النظام المفتوح:
الشغل الناتج والطاقة المفقودة
- والطاقة المفقودة ولم تتحول إلى شغل ميكانيكي ، تبلغ:
- وهي ممثلة في المخطط بالمساحة المحصورة أسفل درجة حرارة الغرفة Tu .
- انظر كذلك
- شغل في نظام مفتوح
- عملية متساوية الإنتروبية
- عملية متساوية الضغط
- عملية متساوية الحجم
- عملية كظومة
- قانون الغازات المثالية
- ديناميكا حرارية
علاوةً على ذلك، ونستنتج من تلك المعادلة أن المساحة المحصورة في مخطط درجة الحرارة والإنتروبي (أحمر) تمثل الشغل الناتنج .
وحيث أنه لا يوجد تبادل حراري فتكون ,
طبقا ل القانون الثاني للديناميكا الحرارية تنطبق المعادلة :
واعتبار التغير في كمية الحرارة
نحصل على معادلة الشغل :
من جهة ثانية، وكما نرى نجد أن الشغل الميكانيكي يساوي فرق الإنثالبي ( وهو طبقا للتعريف الترموديناميكي يكون سالبا الإشارة ، حيث أنه الشغل الذي تؤديه الآلة) . وبذلك نحسب كفاءة التوربين:
وكفاءة الضاغط:
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟