Nevratnosť
Nevratnosť alebo ireverzibilita je charakteristika zmeny, pri ktorej nenastáva návrat k začiatočnému stavu, ale sa prechádza do kvalitatívne nového stavu. Vo väčšej alebo menšej miere je vlastnosťou všetkých procesov vo svete.
Nevratnosť z pohľadu techniky
[upraviť | upraviť zdroj]Podľa prvého Carnotovho princípu spôsobujú nevratnosti zníženie účinnosti premeny energie v strojoch. Preto je potrebné sa nimi zaoberať a pokúsiť sa ich účinok čo najviac znížiť. Ďalej sú uvedené niektoré základné prípady nevratných procesov.
Prestup tepla pri konečnom rozdiele teplôt
[upraviť | upraviť zdroj]Ak je rozdiel teplôt konečný (väčší ako ), je smer prechodu tepla podľa druhého termodynamického zákona daný, teplo prestupuje z teplejšieho telesa na chladnejšie. Pri cyklicky pracujúcom stroji tento prestup tepla nemožno obrátiť, preto je zdrojom nevratnosti.
Trenie
[upraviť | upraviť zdroj]Trecia sila pôsobí vždy proti pohybu súčastí stroja. Na jej prekonanie je potrebná nejaká práca, ktorá sa premení na teplo a ohreje súčiastky trecej dvojice. Aj keď sa cyklicky pracujúci stroj vráti do pôvodného stavu, pri jeho opačnom pohybe sa súčiastky ohrievajú ďalej a spotrebuje sa ďalšia práca, vzniká nevratnosť. Trenie patrí medzi je najznámejšie formy.
Izotermické prúdenie tekutiny
[upraviť | upraviť zdroj]Aj pri pomalom prúdení tekutiny vzniká trenie medzi jej jednotlivými vrstvami, čo zapríčiňuje vlastnosť každej tekutiny - viskozita. Na prekonanie tohoto trenia sa spotrebuje energia, ktorá sa prejaví poklesom tlaku v smere prúdenia.
Prúdenie v dýzach
[upraviť | upraviť zdroj]Pri vysokých rýchlostiach prúdenia v dýzach dochádza k veľkému poklesu tlaku, teploty aj hustoty prúdiacej tekutiny.
Prúdenie cez prekážky
[upraviť | upraviť zdroj]Prúdenie cez prekážky sa nazýva aj škrtenie. Ide o prúdenie v potrubí s prudkým zmenšením prierezu. Kinetická energia prúdu sa v zúženom mieste najskôr zvýši, ale trením a vírením sa nevratne premení na teplo.
Zmiešavanie tekutín
[upraviť | upraviť zdroj]V technických zariadeniach sa zvyčajne miešajú prúdy tekutín s nerovnakými teplotami. Počas ich zmiešavania dochádza k prestupu tepla pri konečnom teplotnom rozdiele čo je, ako bolo uvedené vyššie, nevratný proces.
Nevratnosť z pohľadu termodynamiky
[upraviť | upraviť zdroj]Jednou z otázok, na ktoré našla odpoveď termodynamika je kvantifikácia nevratnosti jednotlivých procesov a cyklov. Odpoveď je dôležitá preto, aby bolo možné porovnať jednotlivé technické zariadenia navzájom a určiť, koľko energie sa nenávratne stratí.
- Počas nevratného cyklu vzrastá entropia. Toto sa nedeje pri vratných cykloch, preto je možné tvrdiť, že čím viac entropie sa počas cyklu vytvorí tým viac nevratnosti obsahuje.
- Straty nevratnosťou priamo vyčíslené ako energia určuje Gouyova-Stodolova rovnica.
- Zohľadnenie strát nevratnosťou zahŕňa aj posudzovanie účinnosti technických zariadení exergetickou účinnosťou.
Zdroje
[upraviť | upraviť zdroj]- FILIT – zdroj, z ktorého pôvodne čerpal tento článok.
- ANTAL, Štefan. Termodynamika. Bratislava : Edičné stredisko STU, 1992. 317 s.