Drugi zakon termodinamike obravnava prenos toplotne energije. To pomeni, da kaže na izmenjave toplote, ki ponavadi izenačijo različne temperature (toplotno ravnotežje), kar se zgodi spontano.
Njegova načela so:
- Toplota se spontano prenese iz telesa z višjo temperaturo na telo z nižjo temperaturo.
- Vsak postopek ima izgubo, ker je njegov donos vedno manjši od 100%.
Izraža se z naslednjo formulo:
Kje,
η: Donos
VTHE: toplota, ki se dovaja z ogrevanjem
VB: nepreoblikovana toplota v delo
Ta zakon je bil ugotovljen v študijah Sadija Carnota (1796-1832). Spodbuden zaradi industrijske revolucije je francoski fizik preučeval možnost povečanja učinkovitosti strojev.
Analiziranje Termični stroji, Carnot je ugotovil, da so bili učinkovitejši, ko je prišlo do prenosa toplote z višje na nižjo temperaturo. To se vedno zgodi v tem vrstnem redu, saj je prenos toplotne energije nepovraten proces.
To pomeni, da je delo odvisno od prenosa toplotne energije, pri čemer se spomnimo, da vse toplote ni mogoče pretvoriti v delo.
Na osnovi Carnotovih idej sta Clausius in Kelvin temeljila na termodinamiki.
Drugi zakon termodinamike je povezan s pojmom entropija. dokonča Prvi zakon termodinamike, ki temelji na načelu varčevanja z energijo.
Carnotov cikel
Da se energija ne bo vedno povečevala (predstavljajmo si na primeru stroja), se mora v določenem trenutku vrniti v začetno stanje in postopek znova zagnati. Postopek je torej cikličen.
Medtem ko en del deluje pri višjih temperaturah, drugi del deluje pri nižjih temperaturah. To je mogoče po drugem zakonu termodinamike.
Cikel v smeri urnega kazalca absorbira toploto. To velja za motorje. Cikel v nasprotni smeri urnega kazalca izgubi toploto. To velja za hladilnike.
Če želite izvedeti več o Carnotov cikel.
Preberite tudi vi Termodinamika in Formule fizike.
Rešene vaje
1. (UFAL-AL) Analizirajte naslednje predloge:
() Termični stroj je sistem, ki izvaja ciklično transformacijo: po seriji transformacij se vrne v začetno stanje.
() Nemogoče je zgraditi toplotni stroj, ki toploto v celoti pretvori v delo.
() Toplota je oblika energije, ki se spontano prenese iz telesa z višjo temperaturo v telo z nižjo temperaturo.
() Nemogoče je izdelati termični stroj, ki ima večjo učinkovitost kot Carnotov stroj, ki deluje med enakimi temperaturami.
() Ko plin prejme 400 J toplote in opravi delo 250 J, se njegova notranja energija poveča za 150 J.
Vsi predlogi so resnični.
2. (CEFET-PR) 2. načelo termodinamike lahko navedemo na naslednji način: „Stroja je nemogoče izdelati termično delovanje v ciklih, katerega edini učinek je odstraniti toploto iz vira in jo v celoti pretvoriti delo. "
Na podlagi tega načela lahko sklepamo, da:
a) vedno je mogoče izdelati termične stroje, katerih izkoristek je 100%;
b) kateri koli termični stroj potrebuje samo vroč vir;
c) toplota in delo nista homogeni količini;
d) kateri koli toplotni stroj prevzame toploto iz vročega vira in del te toplote zavrne v hladen vir;
e) samo pri hladnem viru, ki je vedno na temperaturi 0 ° C, bi lahko določena toplotna naprava toploto v celoti pretvorila v delo.
Alternativa d: kateri koli toplotni stroj prevzame toploto iz vročega vira in del te toplote zavrne v hladen vir;
3. (ENEM-MEC) Hlajenje in zamrzovanje živil sta odgovorna za pomemben del porabe električne energije v običajnem bivališču.
Za zmanjšanje toplotnih izgub hladilnika lahko sprejmete nekaj varnostnih ukrepov:
JAZ. Na policah razporedite hrano, tako da med njimi ostane prazen prostor, tako da lahko hladen zrak kroži navzdol, topel pa navzgor.
II. Stene zamrzovalnika držite z zelo debelo plastjo ledu, tako da povečanje ledene mase poveča izmenjavo toplote v zamrzovalniku
III. Občasno čistite radiator ("mreža" zadaj), tako da maščoba in prah, ki se na njem nalagata, ne zmanjšata prenosa toplote v okolje.
Za tradicionalni hladilnik je pravilno navesti samo,
a) operacija I
b) operacija II.
c) operacije I in II.
d) operacije I in III.
e) operacije II in III.
Alternativa d: operaciji I in III.
Glej tudi: Vaje iz termodinamike
