Термальный резервуар

Термодинамическая система, температура которой не меняется независимо от теплопередачи

Термальный резервуар , также резервуар тепловой энергии или термальная ванна , представляет собой термодинамическую систему с теплоемкостью настолько большой, что температура резервуара изменяется относительно мало при добавлении или извлечении значительного количества тепла . [1] В качестве концептуального упрощения, он эффективно функционирует как бесконечный бассейн тепловой энергии при заданной постоянной температуре. Поскольку он может действовать как инерционный источник и сток тепла, его часто также называют тепловым резервуаром или тепловой ванной .

Озера, океаны и реки часто служат термальными резервуарами в геофизических процессах, таких как погода. В атмосферной науке большие воздушные массы в атмосфере часто функционируют как термальные резервуары.

Поскольку температура теплового резервуара T не изменяется в процессе теплопередачи , изменение энтропии в резервуаре равно г С Рез = δ В Т . {\displaystyle dS_{\text{Res}}={\frac {\delta Q}{T}}.}

Микроканоническая сумма распределения тепловой ванны с температурой T имеет свойство , где - постоянная Больцмана . Таким образом, она изменяется на тот же коэффициент при добавлении заданного количества энергии. Экспоненциальный множитель в этом выражении можно отождествить с обратной величиной множителя Больцмана . З ( Э ) {\displaystyle Z(E)} З ( Э + Δ Э ) = З ( Э ) е Δ Э / к Б Т , {\displaystyle Z(E+\Delta E)=Z(E)e^{\Delta E/k_ {\text{B}}T},} к Б {\displaystyle k_{\text{B}}}

Для инженерного применения см. геотермальный тепловой насос .

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ C, Yunus A.; Boles, Michael A. (2002). Термодинамика: инженерный подход . Бостон: McGraw-Hill. стр. 247. ISBN 0-07-121688-X.


Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Thermal_reservoir&oldid=1253014172"