Минимальная работа для осуществления низкотемпературных процессов.

Криоагент (хладоагент) – рабочее вещество, используемое в низкотемпературной установке.

Крионоситель (хладоноситель) –вещество, которое переносит теплоту от охлаждаемого тела к криоагенту в установке.

Криопродукт – вещество, выводимое из криогенной установки в газообразном, жидком или твёрдом виде.

Криоагенты могут быть в газообразном, жидком или твёрдом состоянии (твердые рабочие тела электрокалорических и магнитокалорических установок)

Рассмотрим процесс охлаждения, который сопровождается переносом теплоты с более высокого на более низкий температурный уровень.

Рисунок 19. Схема процесса охлаждения.

Затрачиваемая в цикле работа может быть разделена на две состовляющие:

1) Минимальная (теоретическая) работа, при которой процесс возможен только теоретически;

2) Работа на компенсацию потерь в следствие необратимости;

В криогенных установках

В холодильных установках потери соизмеримы минимальной работе.

Минимальная работа при осуществлении процесса теплопереноса является максимальным значением полезной работы, которое можно получить при реализации прямого процесса (теплового двигателя)

Для определения затрат работы вследствие неравновесности процессов используют метод энтропийного анализа, т.к. через приращение энтропии можно оценить неравновесность процессов.

Суммарное изменение энтропии во всех подсистемах низкотемпературной системы называется производством энтропии и, согласно второму началу термодинамики, эта величина будет неотрицательной, или все процессы в системе обратимы, то производство энтропии равно нулю, если хотя бы один процесс необратим, то производство энтропии положительно.

Энтропия в отдельных частях системы может и увеличиваться и уменьшаться, но суммарное изменение энтропии всех частей системы будет положительным.

Рисунок 20. Изобарный теплообмен в TS координатах.

Лекция 8.