يتعامل القانون الثاني للديناميكا الحرارية مع نقل الطاقة الحرارية. هذا يعني أنه يشير إلى التبادل الحراري الذي يميل إلى معادلة درجات الحرارة المختلفة (التوازن الحراري) ، والذي يحدث تلقائيًا.
مبادئها هي:
- تنتقل الحرارة تلقائيًا من الجسم ذي درجة الحرارة المرتفعة إلى الجسم ذي درجة الحرارة المنخفضة.
- كل عملية لها خسارة لأن عائدها دائمًا أقل من 100٪.
يتم التعبير عنها بالصيغة التالية:
أين،
η: أثمر
سال: الحرارة التي يتم توفيرها بالتدفئة
سب: حرارة غير محولة إلى عمل
تأسس هذا القانون من دراسات سعدي كارنو (1796-1832). بتشجيع من الثورة الصناعية ، درس الفيزيائي الفرنسي إمكانية زيادة كفاءة الآلات.
تحليل الآلات الحرارية، وجد كارنوت أنها كانت أكثر كفاءة عندما يكون هناك انتقال للحرارة من درجة حرارة أعلى إلى درجة حرارة منخفضة. يحدث هذا دائمًا بهذا الترتيب ، فبعد كل شيء ، يعتبر نقل الطاقة الحرارية عملية لا رجوع فيها.
هذا يعني أن العمل يعتمد على نقل الطاقة الحرارية ، مع العلم أنه لا يمكن تحويل كل الحرارة إلى عمل.
كان يعتمد على أفكار كارنو ، أن كلاوسيوس وكلفن استندوا في دراستهم إلى الديناميكا الحرارية.
يرتبط القانون الثاني للديناميكا الحرارية بمفهوم
غير قادر علي. يكمل القانون الأول للديناميكا الحرارية، والذي يقوم على مبدأ الحفاظ على الطاقة.دورة كارنو
حتى لا تتزايد الطاقة دائمًا (دعنا نتخيل في حالة الآلة) ، من الضروري في لحظة معينة أن تعود إلى حالتها الأولية وتعيد العملية. وبالتالي فإن العملية دورية.
بينما يعمل جزء واحد في درجات حرارة أعلى ، يعمل الجزء الآخر في درجات حرارة منخفضة. هذا ممكن وفقًا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية.
الدورة ، في اتجاه عقارب الساعة ، تمتص الحرارة. هذا هو الحال مع المحركات. الدورة ، في اتجاه عكس اتجاه عقارب الساعة ، تفقد الحرارة. هذا هو الحال مع الثلاجات.
تعلم المزيد عن دورة كارنو.
اقرأ أيضا الديناميكا الحرارية و الصيغ الفيزيائية.
تمارين محلولة
1. (UFAL-AL) حلل المقترحات التالية:
() الآلة الحرارية هي نظام يقوم بإجراء تحويل دوري: بعد خضوعه لسلسلة من التحولات ، فإنه يعود إلى حالته الأولية.
() من المستحيل بناء محرك حراري يحول الحرارة بالكامل إلى عمل.
() الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة التي تنتقل تلقائيًا من درجة حرارة الجسم الأعلى إلى درجة الحرارة المنخفضة.
() من المستحيل بناء آلة حرارية ذات كفاءة أعلى من آلة كارنو ، وتعمل بين درجات الحرارة نفسها.
() عندما يتلقى الغاز 400 J من الحرارة ويقوم بعمل 250 J ، تزداد طاقته الداخلية بمقدار 150 J.
كل الافتراضات صحيحة.
2. (CEFET-PR) يمكن تحديد المبدأ الثاني للديناميكا الحرارية على النحو التالي: "من المستحيل بناء آلة التشغيل الحراري في دورات ، يكون تأثيره الوحيد هو إزالة الحرارة من المصدر وتحويلها بالكامل إلى الشغل."
بالتبعية ، يقودنا هذا المبدأ إلى استنتاج أن:
أ) من الممكن دائمًا بناء آلات حرارية تكون كفاءتها 100٪ ؛
ب) لا تحتاج أي آلة حرارية إلا إلى مصدر ساخن ؛
ج) الحرارة والعمل ليسا كميات متجانسة ؛
د) يأخذ أي محرك حراري الحرارة من مصدر ساخن ويرفض جزءًا من تلك الحرارة إلى مصدر بارد ؛
ه) فقط مع مصدر بارد ، يتم الاحتفاظ به دائمًا عند 0 درجة مئوية ، سيكون من الممكن لمحرك حراري معين تحويل الحرارة بالكامل إلى عمل.
البديل د: أي محرك حراري يأخذ الحرارة من مصدر ساخن ويرفض بعض هذه الحرارة إلى مصدر بارد ؛
3. (ENEM-MEC) يعد تبريد وتجميد الطعام مسئولًا عن جزء كبير من استهلاك الطاقة الكهربائية في مسكن نموذجي.
لتقليل الفاقد الحراري للثلاجة ، يمكن اتخاذ بعض الاحتياطات التشغيلية:
أنا. وزع الطعام على الأرفف مع ترك فراغات فارغة بينها ، بحيث يمكن للهواء البارد أن يدور لأسفل وتدفئة الهواء لأعلى.
ثانيًا. حافظ على جدران الفريزر بطبقة سميكة جدًا من الثلج ، بحيث تؤدي زيادة كتلة الجليد إلى زيادة التبادل الحراري في الفريزر
ثالثا. قم بتنظيف الرادياتير بشكل دوري ("الشبكة" في الخلف) حتى لا تقلل الشحوم والأتربة المترسبة عليه من انتقال الحرارة إلى البيئة.
بالنسبة للثلاجة التقليدية ، من الصحيح الإشارة فقط ،
أ) العملية
ب) العملية الثانية.
ج) العمليات الأولى والثانية.
د) العمليات الأولى والثالثة.
هـ) العمليات الثانية والثالثة.
البديل د: العمليات الأولى والثالثة.
نرى أيضا: تمارين في الديناميكا الحرارية
