Notiunea de transformari termodinamice si clasificarea lor

Notiunea de transformari termodinamice si clasificarea lor

Daca sistemul termodinamic nu face schimb de energie cu exteriorul atunci este in echilibru termodinamic. Daca apar schimburi de energie, marimile de stare variaza si sistemul efectueaza o transformare de stare (sau termodinamica).

Prin transformare termodinamica a unui sistem se intelege o variatie continua a starii sale termice pusa in evidenta prin variatia continua a marimilor termice de stare pe toata durata transformarii.

Variatia elementara a starii termice a sistemului este exprimata prin ecuatia transformarii termodinamice elementare:

p dV+V dp = m r dT = n R dT

O transformare termodinamica este reprezentata in coordonate p, V, T printr-o curba obtinuta prin intersectia suprafetei termodinamice cu un plan paralel cu unul din planele de coordonate: p-V, p-T, V-T.

Clasificarea transformarilor termodinamice

a)- dupa pozitia reciproca a starii initiale si finale:

1- transformari deschise : a - simple, b - compuse, c - complexe.

2 - transformari inchise : a - directe, b - inverse.

b)- dupa reversibilitate :1 - transformari reversibile (ideale)

2 - transformari ireversibile(reale)

a-1-a Transformarea deschisa simpla

Legatura dintre variatia marimilor de stare este exprimata printr-o functie care ramane neschimbata pe toata durata transformarii (Fig.2.1).

a-1-b Transformarea deschisa compusa.

Functia de variatie a parametrilor termici de stare are modificari bruste in anumite stari ale sistemului, deci aceasta transformare este formata dintr-o succesiune de transformari simple diferite (Fig.2.2).

a-1-c Transformarea deschisa complexa.

Functia caracteristica variaza in mod continuu, deci proprietatile incintei se schimba necontenit. Din aceasta categorie fac parte transformarile reale (Fig.2.3).

a-2-a Transformarea termodinamica inchisa directa.

Dupa efectuarea tuturor transformarilor sistemul revine in starea initiala.

Aceasta transformare se efectueaza in scopul transformarii caldurii in energie mecanica (Fig.2.4).

a-2-b Transformarea termodinamica inchisa inversa.

Este executata in sopul inversarii sensului natural de transmitere a fluxului de caldura, energia mecanica fiind transformata in caldura.

b-1 Transformarea reversibila

Transformarea reversibila se efectueaza in ambele sensuri, functia de variatie a parametrilor de stare fiind aceiasi pentru ambele sensuri (direct si invers). Din punct de vedere energetic, schimburile de energie corespunzatoare sensului invers sunt egale, dar de semne contrare, cu ale sensului direct.

b-1 Transformari ireversibile - nu pot fi efectuate in ambele sensuri dupa aceiasi functie (pe acelasi traseu). Pentru revenirea la starea initiala este necesara interventia finita din partea mediului exterior. Pentru cele doua sensuri de transformare a energiei, schimburile de energie sunt de semne contrare, dar nu sunt egale.