Второй закон термодинамики касается передачи тепловой энергии. Это означает, что он указывает на теплообмен, который имеет тенденцию уравнивать различные температуры (тепловое равновесие), что происходит самопроизвольно.
Его принципы:
- Тепло самопроизвольно передается от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой.
- У каждого процесса есть убытки, потому что его доходность всегда меньше 100%.
Это выражается следующей формулой:
Где,
η: Урожай
QTHE: тепло от отопления
QB: непреобразованное тепло в работу
Этот закон был установлен на основе исследований Сади Карно (1796-1832). Воодушевленный промышленной революцией, французский физик изучил возможность повышения эффективности машин.
Анализируя Тепловые машиныКарно обнаружил, что они более эффективны, когда происходит передача тепла от более высокой температуры к более низкой температуре. Это всегда происходит именно в таком порядке, ведь передача тепловой энергии - необратимый процесс.
Это означает, что работа зависит от передачи тепловой энергии, помня, что невозможно преобразовать все тепло в работу.
Это было основано на идеях Карно, которые Клаузиус и Кельвин основывали свои исследования на термодинамике.
Второй закон термодинамики связан с концепцией энтропия. это завершает Первый закон термодинамики, который основан на принципе энергосбережения.
Цикл Карно
Чтобы энергия не всегда увеличивалась (представим себе в случае машины), необходимо, чтобы в определенный момент она вернулась в исходное состояние и перезапустила процесс. Таким образом, процесс является циклическим.
В то время как одна часть работает при более высоких температурах, другая часть работает при более низких температурах. Это возможно согласно второму закону термодинамики.
Цикл, вращающийся по часовой стрелке, поглощает тепло. Так обстоит дело с двигателями. Цикл, направленный против часовой стрелки, теряет тепло. Так обстоит дело с холодильниками.
Чтобы узнать больше о Цикл Карно.
Тоже читай Термодинамика а также Физические формулы.
Решенные упражнения
1. (УФАЛ-АЛ) Проанализируйте следующие предложения:
() Тепловая машина - это система, которая выполняет циклическое преобразование: после ряда преобразований возвращается в исходное состояние.
() Невозможно построить тепловой двигатель, полностью преобразующий тепло в работу.
() Тепло - это форма энергии, которая спонтанно передается от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой.
() Невозможно построить тепловую машину с более высоким КПД, чем машина Карно, работающую при тех же температурах.
() Когда газ получает 400 Дж тепла и выполняет работу 250 Дж, его внутренняя энергия увеличивается на 150 Дж.
Все предположения верны.
2. (CEFET-PR) Второй принцип термодинамики можно сформулировать следующим образом: «Невозможно построить машину. термическая работа в циклах, единственный эффект которой заключается в отводе тепла от источника и его полном преобразовании в Работа."
В более широком смысле этот принцип приводит нас к выводу, что:
а) всегда можно построить тепловые машины с КПД 100%;
б) любой тепловой машине нужен только горячий источник;
в) тепло и работа не являются однородными величинами;
г) любая тепловая машина забирает тепло от горячего источника и отбрасывает часть этого тепла холодному источнику;
д) только при наличии источника холода, всегда поддерживаемого при 0 ° C, определенная тепловая машина могла бы полностью преобразовать тепло в работу.
Альтернатива d: любая тепловая машина забирает тепло от горячего источника и отводит часть этого тепла холодному источнику;
3. (ENEM-MEC) На охлаждение и замораживание продуктов приходится значительная часть потребления электроэнергии в типичном жилом доме.
Чтобы снизить тепловые потери холодильника, можно предпринять некоторые меры предосторожности при эксплуатации:
Я. Разложите продукты по полкам, оставив между ними пустое пространство, чтобы холодный воздух мог циркулировать вниз, а теплый - вверх.
II. Стенки морозильной камеры должны быть покрыты очень толстым слоем льда, чтобы увеличение массы льда увеличивало теплообмен в морозильной камере.
III. Периодически очищайте радиатор («сетку» сзади), чтобы жир и пыль, осевшие на нем, не снижали теплопередачу в окружающую среду.
Для традиционного холодильника правильно указывать только,
а) операция I
б) операция II.
в) операции I и II.
г) операции I и III.
д) операции II и III.
Альтернатива d: операции I и III.
Смотри тоже: Упражнения по термодинамике
