Други закон термодинамике бави се преносом топлотне енергије. То значи да указује на размену топлоте која тежи да изједначи различите температуре (топлотна равнотежа), што се дешава спонтано.
Његови принципи су:
- Топлота се спонтано преноси са тела више температуре на тело ниже температуре.
- Сваки процес има губитак јер је његов принос увек мањи од 100%.
Изражава се следећом формулом:
Где,
η: Принос
КТХЕ: топлота која се испоручује грејањем
КБ.: непреобраћена топлота у рад
Овај закон је утврђен из студија Садија Царнота (1796-1832). Подстакнут индустријском револуцијом, француски физичар је проучавао могућност повећања ефикасности машина.
Анализирајући Термичке машине, Царнот је открио да су они били ефикаснији када је дошло до преноса топлоте са више температуре на нижу температуру. То се увек дешава тим редоследом, јер је пренос топлотне енергије неповратан процес.
То значи да рад зависи од преноса топлотне енергије, имајући у виду да није могуће сву топлоту трансформисати у рад.
Заснивали су се на Царнотовим идејама, да су Цлаусиус и Келвин своје студије заснивали на термодинамици.
Други закон термодинамике повезан је са појмом ентропија. довршава Први закон термодинамике, која се заснива на принципу очувања енергије.
Царнотов циклус
Тако да се енергија не повећава увек (замислимо у случају машине), неопходно је да се она у неком тренутку врати у почетно стање и поново покрене процес. Процес је стога цикличан.
Док један део ради на вишим температурама, други део ради на нижим температурама. То је могуће према Другом закону термодинамике.
Циклус, у смеру казаљке на сату, апсорбује топлоту. То је случај са моторима. Циклус, у смеру супротном од кретања казаљке на сату, губи топлоту. То је случај са фрижидерима.
Да бисте сазнали више о Царнотов циклус.
Прочитајте и ви Термодинамика и Формуле физике.
Решене вежбе
1. (УФАЛ-АЛ) Анализирајте следеће предлоге:
() Термичка машина је систем који врши цикличну трансформацију: након што прође низ трансформација, враћа се у почетно стање.
() Немогуће је направити топлотни мотор који у потпуности трансформише топлоту у рад.
() Топлота је облик енергије која се спонтано преноси са тела више температуре на тело ниже температуре.
() Немогуће је направити термичку машину која има већу ефикасност од Царнот-ове машине, која ради између истих температура.
() Када гас добије 400 Ј топлоте и изведе 250 Ј рада, његова унутрашња енергија се повећава за 150 Ј.
Све тврдње су тачне.
2. (ЦЕФЕТ-ПР) Други принцип термодинамике може се изрећи на следећи начин: „Немогуће је направити машину термички рад у циклусима, чији је једини ефекат уклањање топлоте из извора и њено потпуно претварање у радити “.
У наставку, овај принцип нас наводи на закључак да:
а) увек је могуће направити термичке машине чија је ефикасност 100%;
б) било којој термичкој машини потребан је само извор топлоте;
в) топлота и рад нису хомогене количине;
д) било која топлотна машина узима топлоту из врућег извора и одбацује део те топлоте у хладни извор;
е) само са хладним извором, увек на 0 ° Ц, било би могуће да одређена грејна машина у потпуности претвори топлоту у рад.
Алтернатива д: било која грејна машина узима топлоту из врућег извора и одбацује део те топлоте у хладни извор;
3. (ЕНЕМ-МЕЦ) Хлађење и замрзавање хране одговорни су за значајан део потрошње електричне енергије у типичном пребивалишту.
Да би се смањили топлотни губици фрижидера, могу се предузети неке радне мере предострожности:
И. Распоредите храну по полицама остављајући празне просторе између њих, тако да хладан ваздух може циркулирати надоле, а топли ваздух према горе.
ИИ. Зидове замрзивача држите врло дебелим слојем леда, тако да повећање масе леда повећава размену топлоте у замрзивачу
ИИИ. Повремено очистите радијатор („решетка“ са задње стране) тако да маст и прашина одложени на њему не смањују пренос топлоте у животну средину.
За традиционални фрижидер исправно је назначити само,
а) операција И.
б) операција ИИ.
в) операције И и ИИ.
г) операције И и ИИИ.
д) операције ИИ и ИИИ.
Алтернатива д: операције И и ИИИ.
Види и ти: Вежбе из термодинамике
