Внутренние потери эксергии: Решение задачи для школьника

Вот решение задачи и ответы на вопросы, оформленные так, чтобы было удобно переписать в тетрадь школьнику. ***

Что такое внутренние потери эксергии?

Выберите один ответ: 1. Это потери, связанные с гидродинамическим сопротивлением тепло- и массообменом при конечных разностях температур и концентраций 2. Это потери, связанные с гидравлическими сопротивлениями, потери через тепловую изоляцию 3. Это потери, связанные с гидродинамическим сопротивлением, тепло- и массообменом при конечных разностях температур и концентраций, потери через тепловую изоляцию 4. Это потери, связанные с тепло- и массообменом при конечных разностях температур и концентраций 5. Это потери, связанные с гидравлическим сопротивлением, тепло- и массообменом при конечных разностях температур и концентраций, потери теплоты с входящими из системы потоками ***

Решение:

Для того чтобы ответить на вопрос, что такое внутренние потери эксергии, необходимо вспомнить определение эксергии и виды потерь, которые могут возникать в термодинамических системах. Эксергия — это максимальная полезная работа, которую можно получить от системы при ее взаимодействии с окружающей средой, находящейся в равновесном состоянии. Потери эксергии (или необратимые потери) возникают из-за необратимых процессов, происходящих внутри системы или при ее взаимодействии с окружающей средой. Внутренние потери эксергии — это потери, которые происходят внутри самой системы из-за необратимых процессов. К таким процессам относятся: * Гидродинамическое (или гидравлическое) сопротивление: Возникает при движении жидкости или газа из-за трения и местных сопротивлений. Это приводит к диссипации энергии и, как следствие, к потере эксергии. * Тепло- и массообмен при конечных разностях температур и концентраций: Передача теплоты или массы между телами с конечной разностью температур или концентраций является необратимым процессом. Чем больше разность, тем больше потери эксергии. * Потери через тепловую изоляцию: Если система не является идеально адиабатической, то происходит теплообмен с окружающей средой через изоляцию. Этот процесс также является необратимым и приводит к потере эксергии. Рассмотрим предложенные варианты: * Вариант 1: "Это потери, связанные с гидродинамическим сопротивлением тепло- и массообменом при конечных разностях температур и концентраций". Этот вариант включает в себя два основных вида внутренних потерь. * Вариант 2: "Это потери, связанные с гидравлическими сопротивлениями, потери через тепловую изоляцию". Этот вариант также включает важные виды внутренних потерь. * Вариант 3: "Это потери, связанные с гидродинамическим сопротивлением, тепло- и массообменом при конечных разностях температур и концентраций, потери через тепловую изоляцию". Этот вариант является наиболее полным, так как включает все основные виды внутренних потерь эксергии. * Вариант 4: "Это потери, связанные с тепло- и массообменом при конечных разностях температур и концентраций". Этот вариант неполный, так как не учитывает гидродинамические сопротивления. * Вариант 5: "Это потери, связанные с гидравлическим сопротивлением, тепло- и массообменом при конечных разностях температур и концентраций, потери теплоты с входящими из системы потоками". Потери теплоты с входящими из системы потоками — это скорее внешние потери или потери, связанные с границами системы, а не чисто внутренние потери, возникающие из-за необратимости процессов внутри системы. Таким образом, наиболее полным и точным определением внутренних потерь эксергии является вариант, который включает все перечисленные необратимые процессы. ***

Ответ:

Правильный ответ: 3. Это потери, связанные с гидродинамическим сопротивлением, тепло- и массообменом при конечных разностях температур и концентраций, потери через тепловую изоляцию.