náhled|Zobrazení ideálního Dieselova cyklu v T-s diagramu: – křivka 2-3 je izochora, – křivka 1-4 izobara náhled|Nevratnost v T-s diagramu: – plná čára ideální vratný proces, – přerušovaná čára – nevratný proces (reálný) T-s diagram, diagram teplota-měrná entropie, zjednodušeně (a nepřesně) diagram teplota – entropie, tepelný diagram , entropický diagram je stavový diagram, v němž se zobrazuje závislost teploty na měrné entropii. Na vodorovnou osu se vynáší měrná entropie (J.K−1.kg−1) na svislou osu teplota (K). Diagram má využití při analýze termodynamických dějů podle druhého termodynamického zákona.
Čáry v T-s diagramu pro oblast plynu Spojité čáry v T-s diagramu zobrazují různé termodynamické děje nebo jejich postupnost pomocí kterých se plyn dostane z jednoho stavu do druhého. Základní vratné termodynamické děje pro Ideální plyn mají v diagramu charakteristický průběh čar: izoterma – čára je rovnoběžná s vodorovnou osou adiabata – čára je rovnoběžná se svislou osou polytropa – šikmá úsečka spojující body počátečního a konečného stavu děje izobara – exponenciální křivka, jejíž subtangenta určuje hodnotu měrné tepelné kapacity při konstantním tlaku izochora – exponenciální křivka, jejíž subtangenta určuje hodnotu měrné tepelné kapacity při konstantním objemu Ze vztahu měrných tepelných kapacit vyplývá, že izochora bude v diagramu stoupat vždy strměji jako izobara (viz úvodní obrázek).
Zobrazení nevratných procesů Výše popsané průběhy čar platí pro idealizované vratné procesy. V případě přítomnosti nevratnosti v procese, co se děje při všech technických aplikacích, dochází během procesu k vzrůstu entropie v souladu s Clausiusovou nerovností. To má za následek posun konečného stavu směrem doprava (viz druhý obrázek).
T-s diagram pro oblast kapalin a par Oblast kapalin a par, tj. oblast pod kritickou teplotou má význam při zkoumání a analýzách parních strojů, parních turbín, nebo chladicích zařízení s parním cyklem. Do diagramu se zakresluje i křivka syté kapaliny a křivka syté páry, které se spojují v kritickém bode. V oblasti mokré páry se často zakreslují i čáry konstantní suchosti páry. Diagram začíná v trojném bode při teplotě 0 °C, ze kterého vychází křivka syté kapaliny. Je dohodnuté že v tomto bode má i entropie (měrná entropie) nulovou hodnotu.
Diagram má čtyři charakteristické oblasti: oblast kapaliny – nalevo od křivky syté kapaliny oblast vlhké páry – mezi křivkami syté kapaliny a syté páry pod kritickým bodům (ve zvonovité části diagramu) oblast přehřáté páry – napravo od křivky syté páry oblast plynu – nad kritickým bodům
Čáry v T-s diagramu pro oblast kapalin a par náhled|T-s diagram pro vodu/vodní páru Průběh čar při jednotlivých základních dějích se mění, v závislosti od oblasti, přes kterou děj probíhá: izoterma – čára je rovnoběžná s vodorovnou osou ve všech oblastech adiabata – čára je rovnoběžná se svislou osou ve všech oblastech izobara: v oblasti kapaliny – křivka s průběhům velmi blízko při křivce syté kapaliny zleva, odchylky narůstají s tlakem v oblasti mokré páry – rovnoběžná s vodorovnou osou v oblasti přehřáté páry – exponenciální křivka, jejíž subtangenta určuje hodnotu měrné tepelné kapacity při konstantním tlaku izochora: v oblasti mokré páry – křivka vycházející z počátku diagramu odklánějící se od čáry syté kapaliny doprava v oblasti přehřáté páry – exponenciální křivka, jejíž subtangenta určuje hodnotu měrné tepelné kapacity při konstantním objemu
Plochy v T-s diagramu náhled|Porovnání bodů a ploch Carnotova cyklu zobrazeného v p-v a T-s diagramu Plošný obsah plochy pod křivkou v T-s diagramu je úměrný měrnému teplu přenesenému při ději reprezentovaném danou křivkou. To vyplývá ze vztahu pro entropii:
kde je celkové měrné teplo přenesené během vnitřně vratného procesu (J.kg−1J) je funkce průběhu teploty (K) je diferenciál měrné entropie (J.K−1.kg−1)
Carnotův cyklus v T-s diagramu Zobrazení Carnotova cyklu v T-s diagramu dává vizuálně jasný důkaz, proč je účinnost Carnotova cyklu největší v porovnaní s jakýmkoliv cyklem realizovanými mezi dvěma výměníky tepla se zadanými teplotami. Plocha Carnotova cyklu (obdélník – viz obrázek) je maximální, která se dá mezi dvěma teplotami v diagramu vymezit a tedy rozdíl mezi přivedeným a odvedeným teplem při daných teplotách je také maximální.
Odkazy
Reference
Literatura
Související články p-V diagram p-v diagram
Externí odkazy
Kategorie:Diagramy v termodynamice Kategorie:Teplota