Ts - диаграмма

Процесстерді көрнекті бейнелеу үшін, T_s (T_s -диаграммасын) координатты жүйелерді кеңінен қолданады, онда абсцисс өсі бойынша - процесстің абсалютты Т температурасын 4.4 суретте, 1-2 процесспен бейнеленген. Бастапқы жағдайы нүкте 1, ал соңғы - нүкте 2 анықталады. Аудан 1234, қисық сызықты процесс 1-2 және екі шеткі ординатамен шектелген, $\int _{T1}^{T2}Tds$ жазылады да, ол санды мөлшердегі процесс кезіндегі санды жылуға сәйкес келеді:

• $q=\int _{T1}^{T2}Tds$

T_s -диаграммасындағы процесстің бейнеленуі кейбір жағдай кезінде, PV - диаграммасына қарағанда зерттелуінде және есептелінуінде тым көрнекі және ыңғайлы. Дәл осындай, PV - диаграмма үшін, бұл жерде графикалық бейнеленуінің мүмкінді болуы, тек қана тепе-теңдік процессте өтеді. Тек қана, осы процесске арналса, PV - диаграмма жұмысына, ұқсас жылулықтың санды жеткізілуі, қисық сызықты процесстің орналасқан санды ауданына тең. Айналмалы тепе-теңдік процесстің, шектелген түйық (1-a-2-б- 1) пішінді ауданы үшін, алынған және денеге берілген жылулықтың санды айырмасына тең. Жылудинамикасының бірінші заңына сәйкес, ол аудан, қайтымды циклдағы дененің атқарған жұмысына тең. Сонымен,

• ʃ Tds = ʃ dQ = ʃ dL.

Қайтымды процесс үшін, идеалды газдардың меншікті энтропиясының өзгеруінің көрсеткіштер функциясы күінің байланыстылығын мына формулалармен анықтайды:

• dq = Tds және dq = C_νdT + pdV.

Бұдан ds = C_νdT/T + pdV/T = c_νdT/T + RdV/V
және S₂ - S₁ = C_νm In(T₂/T₁) + ln(V₂/V₁).
PV = RT қатынасын қолдана отырып, теңдеуден, мына түрінде табамыз:

• dT/T = dV/V + dp/p,

алынған теңдеуді логарифмделгеннен және дифференциалданғаннан кейін, бөліп шығару жолымен оңай анықтауға болады:

• S₂ - S₁ = C_pm In(V₂/V₁) + C_νm ln(P₂/P₁).
• S₂ - S₁ = C_pm In(T₂/T₁) - R ln (P₂/P₁).

Теңдеулерден көрінгендей, әр бір газ жағдайына, меншікті энтропияның белгілі шамасы, жауап береді.

V₁=V₂=V=const кезі

V₁=V₂=V=const (4.5 сур.) кезіндегі, T_s - диаграммасының көмегімен изохорлы қайтымды процесстің, графикалық бейнеленуі берілген. Мұндағы,

• (S₂ - S₁)_ν = C_νm In(T₂/T₁).

Теңдеу, логорифмді қисық сызықты (4.5 сур) көрсетеді. Мұндай сызықтың, құлама тіктігінің дәрежесін логарифм алдында тұрған тұрақтымен анықтайды, осы жағдайдағысы орташа жылу сыйымдылығы C_νm болады.

Оң жақтағы бағыт - (dq>0) жылулықты жеткізу кезіндегі V=const - температураның артуымен жүреді (қыздыру); сол жақтағы бағыт - салқындату процессі - (dq<0) жылуды алып кету кезінде- гі, температураның төмендеуімен жүреді.

P₁ = P₂ = P =const кезі

Изобарлы қайтымды процесс, P₁ = P₂ = P =const (4.6 сурет) кезіндегі, T_s -диаграммасы теңдеудің көмегімен графикамен бейнеленеді:

• (S₂ - S₁)_p = C_pm In(T₂/T₁).

Байланыстылық, дәл сондай, логарифмдік қисық сызықты көрсетеді.

Себебі C_pm > C_vm, онда изохораға қарағанда, изобара тым көлбеулеу. 4.6 суретте 1-2 изобарлы процесс бейнеленген, ал пунктирлі сызықпен дәл сондай, изохорлы процессті салыстырылуы көрсетілген.

Мұндағы процесс - кеңею, ал солға - сығылу.

T₁=T₂=T=const кезі

T₁=T₂=T=const кезіндегі жоғарыдағы теңдеулерден изотермиялық қайтымды процесс үшін, идеалды газдың меншікті энтропия функциясының көрсеткіштерінен өзгеру байланыстылығын, мына теңдеумен шешеді:

• (S₂ - S₁)_T = R In(V₂/V₁) = R In(P₂/P₁).

Изотерма көлденең сызықпен бейнеленеді (4.7 сурет).

Оңға бағытталған процесс, (ds > 0) жылуды алып кетумен өтетін изотермиялық кеңею деп есептелінеді, dq=0 адиабатты қайтымды процессі үшін, сонымен ds=0 және S₂ - S₁ = 0, яғни S₁=S₂=S=const . Сондықтан, қайтымды адиабатты процесс болып, тұрақты энтропия кезіндегі процессі, немесе изоэнтропиялы дейді.

Изоэнтропа тік сызықпен (4.8 сур.) бейнеленеді, мұндағы 1-2 - кеңею (dT<0), 1 - 2 - сығылу (dT>0).

Қайтымды Карно циклы (4.9 сур.), жылулық диаграммамен оп-оңай бейнеленеді; олар 1-2 және 3-4 екі изотермиядан құралатын және 3-4 және екі адиабаттан 2-3 және 4-1 тұрады. Мұндағы ауданы 123₁4₁ —> q₁
ауданы 433₁4₁ —> q₂;
ауданы 1234 —> q₁ - q₂ = l ал циклдың термиялық ПӘК тең:

• η = (q₁ - q₂) / q₁ = ауд.1234/ ауд.123₁4₁