Den andra lagen om termodynamik handlar om överföring av termisk energi. Detta betyder att det indikerar värmeväxlingar som tenderar att utjämna olika temperaturer (termisk jämvikt), vilket händer spontant.
Dess principer är:
- Värme överförs spontant från kroppen med högre temperatur till den lägre temperaturen.
- Varje process har förlust eftersom dess avkastning alltid är mindre än 100%.
Det uttrycks med följande formel:
Var,
η: Avkastning
FDE: värme från värme
FB: otransformerad värme till arbete
Denna lag fastställdes från studierna av Sadi Carnot (1796-1832). Uppmuntrad av den industriella revolutionen studerade den franska fysikern möjligheten att öka maskinernas effektivitet.
Analysera Termiska maskiner, Carnot fann att de var effektivare när det skedde värmeöverföring från högre temperatur till lägre temperatur. Detta händer alltid i den ordningen, trots allt är överföringen av termisk energi en oåterkallelig process.
Detta innebär att arbetet beror på överföringen av termisk energi, kom ihåg att det inte är möjligt att omvandla all värme till arbete.
Det var baserat på Carnots idéer, att Clausius och Kelvin baserade sina studier på termodynamik.
Den andra lagen om termodynamik är relaterad till begreppet entropi. det fullbordar Första lagen om termodynamik, som bygger på principen om energibesparing.
Carnot-cykel
Så att energin inte alltid ökar (låt oss föreställa oss i fallet med en maskin) är det nödvändigt att den någon gång återgår till sitt ursprungliga tillstånd och startar om processen. Processen är således cyklisk.
Medan en del arbetar vid högre temperaturer, fungerar den andra vid lägre temperaturer. Detta är möjligt enligt den andra lagen om termodynamik.
Cykeln, medurs, absorberar värme. Detta är fallet med motorer. Cykeln, moturs, tappar värme. Detta är fallet med kylskåp.
För att lära dig mer om Carnot cykel.
Läs också Termodynamik och Fysikformler.
Lösta övningar
1. (UFAL-AL) Analysera följande förslag:
() Termisk maskin är ett system som utför cyklisk transformation: efter att ha genomgått en serie transformationer återgår den till sitt ursprungliga tillstånd.
() Det är omöjligt att bygga en värmemotor som helt omvandlar värme till arbete.
() Värme är en form av energi som spontant överförs från kroppen med högre temperatur till den lägre temperaturen.
() Det är omöjligt att bygga en termisk maskin som har högre verkningsgrad än Carnot-maskinen, som arbetar mellan samma temperaturer.
() När en gas tar emot 400 J värme och utför 250 J-arbete ökar dess inre energi med 150 J.
Alla förslag är sanna.
2. (CEFET-PR) Den andra principen för termodynamik kan sägas enligt följande: ”Det är omöjligt att bygga en maskin termisk drift i cykler, vars enda effekt är att ta bort värme från en källa och omvandla den helt till arbete."
I förlängning leder denna princip oss till slutsatsen att:
a) det är alltid möjligt att bygga termiska maskiner vars verkningsgrad är 100%;
b) varje termisk maskin behöver bara en het källa;
c) värme och arbete är inte homogena mängder;
d) varje värmemotor tar värme från en het källa och avvisar en del av den värmen till en kall källa;
e) endast med en kall källa, alltid hålls vid 0 ° C, skulle det vara möjligt för en viss värmemotor att omvandla värme helt till arbete.
Alternativ d: varje värmemotor tar värme från en het källa och avvisar en del av den värmen till en kall källa;
3. (ENEM-MEC) Kylning och frysning av livsmedel svarar för en betydande del av den elektriska energiförbrukningen i en typisk bostad.
För att minska kylskåpets termiska förluster kan man vidta vissa driftsåtgärder:
I. Fördela maten på hyllorna och lämna tomma utrymmen mellan dem så att kall luft kan cirkulera nedåt och varm luft uppåt.
II. Håll frysens väggar med ett mycket tjockt isskikt, så att ökningen av ismassan ökar värmeväxlingen i frysen
III. Rengör regelbundet kylaren (”rutnät” på baksidan) så att fett och damm som läggs på den inte minskar värmeöverföringen till miljön.
För ett traditionellt kylskåp är det korrekt att bara ange,
a) operation I
b) drift II.
c) operation I och II.
d) operationer I och III.
e) verksamhet II och III.
Alternativ d: operation I och III.
Se också: Övningar om termodynamik
