Den andre loven om termodynamikk handler om overføring av termisk energi. Dette betyr at det indikerer varmevekslinger som har en tendens til å utjevne forskjellige temperaturer (termisk likevekt), som skjer spontant.
Prinsippene er:
- Varme overføres spontant fra kroppen med høyere temperatur til den lavere temperaturen.
- Hver prosess har et tap fordi avkastningen alltid er mindre enn 100%.
Det uttrykkes med følgende formel:
Hvor,
η: Utbytte
SpørsmålDE: varme tilført ved oppvarming
SpørsmålB: ikke-transformert varme til arbeid
Denne loven ble etablert fra studiene til Sadi Carnot (1796-1832). Oppmuntret av den industrielle revolusjonen studerte den franske fysikeren muligheten for å øke maskinens effektivitet.
Analyserer Termiske maskiner, Carnot fant ut at de var mer effektive når det var varmeoverføring fra høyere temperatur til lavere temperatur. Dette skjer alltid i den rekkefølgen, tross alt er overføring av termisk energi en irreversibel prosess.
Dette betyr at arbeid avhenger av overføring av termisk energi, og husk at det ikke er mulig å transformere all varme til arbeid.
Det var basert på ideene til Carnot, at Clausius og Kelvin baserte sine studier på termodynamikk.
Den andre loven om termodynamikk er relatert til begrepet entropi. den fullfører Første lov om termodynamikk, som er basert på prinsippet om energibesparelse.
Carnot-syklus
For at energien ikke alltid skal øke (la oss forestille oss når det gjelder en maskin), er det nødvendig at den i et bestemt øyeblikk går tilbake til sin opprinnelige tilstand og starter prosessen på nytt. Prosessen er altså syklisk.
Mens den ene delen fungerer ved høyere temperaturer, fungerer den andre delen ved lavere temperaturer. Dette er mulig i henhold til den andre loven om termodynamikk.
Syklusen, med urviseren, absorberer varme. Dette er tilfelle med motorer. Syklusen, mot klokken, mister varmen. Dette er tilfelle med kjøleskap.
For å lære mer om Carnot syklus.
Les også Termodynamikk og Fysikkformler.
Løste øvelser
1. (UFAL-AL) Analyser følgende forslag:
() Termisk maskin er et system som utfører syklisk transformasjon: etter å ha gjennomgått en serie transformasjoner, går den tilbake til sin opprinnelige tilstand.
() Det er umulig å bygge en varmemotor som fullstendig omdanner varme til arbeid.
() Varme er en form for energi som spontant overføres fra kroppen med høyere temperatur til den lavere temperaturen.
() Det er umulig å bygge en termisk maskin som har høyere effektivitet enn Carnot-maskinen, og som opererer mellom de samme temperaturene.
() Når en gass mottar 400 J varme og utfører 250 J-arbeid, øker den indre energien med 150 J.
Alle forslag er sanne.
2. (CEFET-PR) Det andre prinsippet for termodynamikk kan sies som følger: “Det er umulig å bygge en maskin termisk drift i sykluser, hvis eneste effekt er å fjerne varmen fra en kilde og konvertere den til arbeid."
I forlengelse fører dette prinsippet oss til å konkludere med at:
a) det er alltid mulig å bygge termiske maskiner med en effektivitet på 100%;
b) enhver termisk maskin trenger bare en varm kilde;
c) varme og arbeid er ikke homogene mengder;
d) enhver varmemotor tar varme fra en varm kilde og avviser en del av varmen til en kald kilde;
e) bare med en kald kilde, alltid holdt ved 0 ° C, ville det være mulig for en bestemt varmemotor å konvertere varme helt til arbeid.
Alternativ d: enhver varmemotor tar varme fra en varm kilde og avviser noe av den varmen til en kald kilde;
3. (ENEM-MEC) Kjøling og frysing av mat er ansvarlig for en betydelig del av det elektriske energiforbruket i en typisk bolig.
For å redusere de termiske tapene i et kjøleskap, kan noen operative forholdsregler tas:
JEG. Fordel maten i hyllene og la det være rom mellom dem, slik at kald luft kan sirkulere nedover og varm luft oppover.
II. Hold fryserens vegger med et veldig tykt lag med is, slik at økningen i ismasse øker varmevekslingen i fryseren
III. Rengjør radiatoren med jevne mellomrom ("gitter" på baksiden) slik at fett og støv som er lagt på den ikke reduserer varmeoverføringen til miljøet.
For et tradisjonelt kjøleskap er det riktig å bare indikere,
a) operasjon I
b) operasjon II.
c) operasjoner I og II.
d) operasjoner I og III.
e) operasjoner II og III.
Alternativ d: operasjoner I og III.
Se også: Øvelser på termodynamikk
