Termodünaamika teine seadus käsitleb soojusenergia ülekandmist. See tähendab, et see näitab soojusvahetusi, mis kipuvad võrdsustama erinevaid temperatuure (termiline tasakaal), mis toimub spontaanselt.
Selle põhimõtted on:
- Soojus kandub spontaanselt kõrgema temperatuuriga kehast madalama temperatuuriga kehasse.
- Igal protsessil on kahjum, kuna selle saagis on alati alla 100%.
Seda väljendatakse järgmise valemiga:
Kus
η: Saagikus
QTHE: küttega tarnitav soojus
QB: muundamata soojus tööks
See seadus kehtestati Sadi Carnot (1796-1832) uuringute põhjal. Tööstusrevolutsiooni innustusel uuris prantsuse füüsik masinate efektiivsuse suurendamise võimalust.
Analüüsides Soojusmasinad, Leidis Carnot, et need olid tõhusamad, kui toimus kõrgema temperatuuri ja madalama temperatuuri ülekandmine. See juhtub alati selles järjekorras, sest kogu soojusenergia ülekandmine on pöördumatu protsess.
See tähendab, et töö sõltub soojusenergia ülekandest, pidades meeles, et kogu soojust pole võimalik tööks muuta.
See põhines Carnoti ideedel, et Clausius ja Kelvin lähtusid oma uuringutes termodünaamikast.
Termodünaamika teine seadus on seotud mõistega entroopia. see täiendab Esimene termodünaamika seadus, mis põhineb energiasäästu põhimõttel.
Carnot tsükkel
Et energia alati ei suureneks (masina puhul kujutagem ette), on vaja, et see mingil hetkel naaseks oma algsesse olekusse ja käivitaks protsessi uuesti. Seega on protsess tsükliline.
Kui üks osa töötab kõrgematel temperatuuridel, siis teine osa töötab madalamatel temperatuuridel. See on võimalik vastavalt termodünaamika teisele seadusele.
Tsükkel päripäeva neelab soojust. See kehtib mootorite kohta. Tsükkel vastupäeva kaotab soojuse. See kehtib külmikute kohta.
Lisateabe saamiseks Carnoti tsükkel.
Loe ka Termodünaamika ja Füüsika valemid.
Lahendatud harjutused
1. (UFAL-AL) Analüüsige järgmisi väiteid:
() Termiline masin on süsteem, mis viib läbi tsüklilise muundamise: pärast teisenduste jada läbimist naaseb ta oma algsesse olekusse.
() Soojust täielikult tööks muundava soojusmasina ehitamine on võimatu.
() Kuumus on energia vorm, mis kandub spontaanselt kõrgema temperatuuriga kehalt madalama temperatuuriga kehale.
() Samade temperatuuride vahel töötavat Carnot Machine'ist suurema efektiivsusega termomasinat on võimatu ehitada.
() Kui gaas saab 400 J soojust ja täidab 250 J tööd, suureneb selle siseenergia 150 J võrra.
Kõik väited vastavad tõele.
2. (CEFET-PR) Termodünaamika 2. põhimõtte võib öelda järgmiselt: „Masina ehitamine on võimatu termiline töötamine tsüklitena, mille ainus mõju on allikast soojuse eemaldamine ja selle täielik muundamine töö. "
Laiemalt, see põhimõte viib meid järeldusele, et:
a) alati on võimalik ehitada termomasinaid, mille kasutegur on 100%;
b) mis tahes termomasin vajab ainult kuuma allikat;
c) soojus ja töö ei ole homogeensed kogused;
d) iga soojusmootor võtab soojuse kuumast allikast ja lükkab osa sellest soojusest külmale;
e) ainult külma allikaga, mida hoitakse alati 0 ° C juures, oleks teatud soojusmootoril võimalik soojus täielikult tööks muuta.
Alternatiiv d: iga soojusmootor võtab kuumast allikast soojust ja lükkab osa sellest soojusest külmale;
3. (ENEM-MEC) Toiduainete jahutamine ja külmutamine põhjustavad olulise osa elektrienergia tarbimisest tavalises elukohas.
Külmkapi termokadude vähendamiseks võib rakendada mõningaid ettevaatusabinõusid:
Mina Jaotage toit riiulitel, jättes nende vahele tühjad kohad, nii et külm õhk saaks ringelda allapoole ja soe õhk ülespoole.
II. Hoidke sügavkülmiku seinu väga paksu jääkihiga, nii et jäämassi suurenemine suurendab sügavkülmas soojusvahetust
III. Korrapäraselt puhastage radiaatorit (tagumine võre), et sellele ladestunud rasv ja tolm ei vähendaks soojusülekannet keskkonda.
Traditsioonilise külmkapi puhul on õige märkida ainult
a) I toiming
b) II operatsioon.
c) toimingud I ja II.
d) I ja III operatsioon.
e) II ja III operatsioon.
Alternatiiv d: toimingud I ja III.
Vaadake ka: Harjutused termodünaamikast
