T-s diagram

[náhľad|Zobrazenie ideálneho [Dieselov cyklus|Dieselovho cyklu v T-s diagrame: - krivka 2-3 je izochora, - krivka 1-4 izobara]]
náhľad|Nevratnosť v T-s diagrame:<br/> - plná čiara ideálny vratný proces,<br/> - čiarkovaná čiara - nevratný proces (reálny)
**T-s diagram** (iné názvy: **diagram teplota - špecifická entropia**, zjednodušene (a nepresne) **diagram teplota - entropia**, **tepelný diagram**
, **entropický diagram**) je stavový diagram, v ktorom sa zobrazuje závislosť teploty na špecifickej entropii. Na vodorovnú os sa vynáša špecifická entropia (J.K-1.kg-1) na zvislú os teplota (K). Diagram má využitie pri analýze termodynamických dejov podľa druhého termodynamického zákona.

## Čiary v T-s diagrame pre oblasť plynu
Spojité čiary v T-s diagrame zobrazujú rôzne termodynamické deje alebo ich postupnosť pomocou ktorých sa plyn dostane z jedného stavu do druhého. Základné vratné termodynamické deje pre ideálny plyn majú v diagrame charakteristický priebeh čiar:
* izoterma - čiara je rovnobežná s vodorovnou osou
* adiabata - čiara je rovnobežná so zvislou osou
* polytropa - čiara je šikmá úsečka spájajúca body počiatočného a konečného stavu deja
* izobara - exponenciálna krivka ktorej subtangenta určuje hodnotu špecifickej tepelnej kapacite pri konštantnom tlaku
* izochora - exponenciálna krivka ktorej subtangenta určuje hodnotu špecifickej tepelnej kapacite pri konštantnom objeme
Zo vzťahu špecifických tepelných kapacít vyplýva, že izochora bude v diagrame stúpať vždy strmšie ako izobara (pozri úvodný obrázok).

### Zobrazenie nevratných procesov
Vyššie popísané priebehy čiar platia pre idealizované vratné procesy. V prípade prítomnosti nevratnosti v procese, čo sa deje pri všetkých technických aplikáciách, dochádza počas procesu k vzrastu entropie v súlade s Clausiusovou nerovnosťou. To má za následok posun konečného stavu smerom doprava (pozri druhý obrázok). 

## T-s diagram pre oblasť kvapalín a pár
Oblasť kvapalín a pár, t.j. oblasť pod kritickou teplotou má význam pri skúmaní a analýzach parných strojov, parných turbín, alebo chladiacich zariadení s parným cyklom. Do diagramu sa zakresľuje aj krivka sýtej kvapaliny a krivka sýtej pary, ktoré sa spájajú v kritickom bode. V oblasti mokrej pary sa často zakresľujú aj čiary konštantnej suchosti pary. Diagram začína v trojnom bode pri teplote 0 °C z ktorého vychádza krivka sýtej kvapaliny. Je dohodnuté že v tomto bode má aj entropia (špecifická entropia) nulovú hodnotu. 

Diagram má štyri charakteristické oblasti:
# oblasť kvapaliny - naľavo od krivky sýtej kvapaliny
# oblasť vlhkej pary - medzi krivkami sýtej kvapaliny a sýtej pary pod kritickým bodom (vo zvonovitej časti diagramu)
# oblasť prehriatej pary - napravo od krivky sýtej pary
# oblasť plynu - nad kritickým bodom

### Čiary v T-s diagrame pre oblasť kvapalín a pár
náhľad|T-s diagram pre vodu/vodnú paru
Priebeh čiar pri jednotlivých základných dejoch sa mení, v závislosti od oblasti, cez ktorú dej prebieha:
* izoterma - čiara je rovnobežná s vodorovnou osou vo všetkých oblastiach
* adiabata - čiara je rovnobežná so zvislou osou  vo všetkých oblastiach
* izobara:
** v oblasti kvapaliny - krivka s priebehom veľmi blízko pri krivke sýtej kvapaliny zľava, odchýlky narastajú s tlakom
** v oblasti mokrej pary - rovnobežná s vodorovnou osou
** v oblasti prehriatej pary - exponenciálna krivka ktorej subtangenta určuje hodnotu špecifickej tepelnej kapacite pri konštantnom tlaku
* izochora:
** v oblasti mokrej pary - krivka vychádzajúca z počiatku diagramu odkláňajúca sa od čiary sýtej kvapaliny doprava
** v oblasti prehriatej pary - exponenciálna krivka ktorej subtangenta určuje hodnotu špecifickej tepelnej kapacite pri konštantnom objeme

## Plochy v T-s diagrame
[náhľad|Porovnanie bodov a plôch [Carnotov cyklus|Carnotovho cyklu zobrazeného v p-v a T-s diagrame]]
Plošný obsah plochy pod krivkou v T-s diagrame je úmerný špecifickému teplu prenesenému pri deji reprezentovanom danou krivkou. Toto vyplýva zo vzťahu pre entropiu:

: q_{ir} = \int_{1}^{2} T\, \mathrm{d}s  

kde
:q_{ir} – je celkové špecifické teplo prenesené počas vnútorne vratného procesu (J.kg-1J)
:T – je funkcia priebehu teploty (K)
:\mathrm{d}s – je diferenciál špecifickej entropie (J.K-1.kg-1)

## Carnotov cyklus v T-s diagrame
Zobrazenie Carnotovho cyklu v T-s diagrame dáva vizuálne jasný dôkaz, prečo je účinnosť Carnotovho cyklu najväčšia v porovnaní s akýmkoľvek cyklom realizovanými medzi dvoma výmenníkmi tepla so zadanými teplotami. Plocha Carnotovho cyklu (obdĺžnik - viď obrázok) je maximálna, ktorá sa dá medzi dvoma teplotami v diagrame vymedziť a teda rozdiel medzi privedeným a odvedeným teplom pri daných teplotách je tiež maximálny. 

## Pozri aj
*p-V diagram
*p-v diagram

## Referencie


## Zdroje
*

Kategória:Diagramy v termodynamike
Kategória:Teplota
Kategória:Entropia
Kategória:Nomogramy