Получившийся источник теплоты является источником теплоты с переменной температурой, так как в процессе отвода теплоты от источника и превращения теплоты в работу он (источник) охлаждается. Его работоспособность будет исчерпана, когда его температура станет равной температуре окружающей среды. Процесс охлаждения источника теплоты показан на рисунке линией 1-0 до температуры Тос. Для бесконечно малого количества теплоты dQ при температуре Т дифференциал эксергии определяется через термический КПД цикла Карно, т.е.
,
Рис. 4.6
тогда эксергия вычисляется по формуле
;
.
Эксергия (см. рис. к задаче 10) численно равна затемненной площади согласно приведенной выше формуле.
Величина , равна тому количеству теплоты, которое надо передать нижнему источнику (окружающей среде) в процессе превращения теплоты в работу.
Изменение энтропии может быть вычислено следующим образом:
,
где С – теплоемкость данного источника теплоты, которую в данном случае можно определить следующим образом:
|
|
.
С учетом написанных выше соотношений эксергия теплоты может быть рассчитана по формуле
или
.
Вычислим значение эксергии по этой формуле:
кДж/кг.
Таким образом, эксергия теплоты в данных условиях составляет теплоты сгорания топлива.
Пример 11. Психометр показывает tм=30 оС, tс=35 оС.
Определить параметры воздуха.