Termodinamiğin İkinci Yasası, termal enerjinin transferi ile ilgilidir. Bu, kendiliğinden gerçekleşen farklı sıcaklıkları (termal denge) eşitleme eğiliminde olan ısı alışverişlerini gösterdiği anlamına gelir.
İlkeleri şunlardır:
- Isı, yüksek sıcaklıktaki cisimden düşük sıcaklıktaki cisme kendiliğinden aktarılır.
- Verimi her zaman %100'den az olduğu için her prosesin bir kaybı vardır.
Aşağıdaki formülle ifade edilir:
Nerede,
η: Yol ver
Sbu: ısıtma ile sağlanan ısı
SB: dönüştürülmemiş ısının işe dönüşmesi
Bu yasa, Sadi Carnot'un (1796-1832) çalışmalarından kurulmuştur. Sanayi Devrimi'nden cesaret alan Fransız fizikçi, makinelerin verimliliğini artırma olasılığını inceledi.
analiz etmek Termal makineler, Carnot, yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa ısı transferi olduğunda daha verimli olduklarını buldu. Bu her zaman bu sırayla olur, sonuçta termal enerjinin transferi geri döndürülemez bir işlemdir.
Bu, tüm ısıyı işe dönüştürmenin mümkün olmadığını hatırlayarak, işin termal enerjinin transferine bağlı olduğu anlamına gelir.
Clausius ve Kelvin'in çalışmalarını Termodinamik üzerine kurmaları Carnot'un fikirlerine dayanıyordu.
Termodinamiğin İkinci Yasası, kavramıyla ilgilidir. entropi. tamamlar Termodinamiğin Birinci Yasasıenerji tasarrufu ilkesine dayanmaktadır.
Karnot Döngüsü
Enerjinin her zaman artmaması için (bir makine durumunda düşünelim), belirli bir anda başlangıç durumuna dönmesi ve süreci yeniden başlatması gerekir. Bu nedenle süreç döngüseldir.
Bir parça daha yüksek sıcaklıklarda çalışırken, diğer parça daha düşük sıcaklıklarda çalışır. Bu Termodinamiğin İkinci Yasasına göre mümkündür.
Döngü, saat yönünde, ısıyı emer. Motorlarda durum böyledir. Döngü, saat yönünün tersine, ısı kaybeder. Buzdolaplarında durum böyledir.
Hakkında daha fazla öğrenmek için Karnot döngüsü.
sen de oku Termodinamik ve Fizik Formülleri.
Çözülmüş Alıştırmalar
1. (UFAL-AL) Aşağıdaki önermeleri çözümleyiniz:
( ) Termal makine döngüsel dönüşüm gerçekleştiren bir sistemdir: bir dizi dönüşümden geçtikten sonra ilk durumuna geri döner.
( ) Isıyı tamamen işe dönüştüren bir ısı makinesi yapmak mümkün değildir.
( ) Isı, yüksek sıcaklıktaki cisimden düşük sıcaklıktaki cisme kendiliğinden geçen bir enerji şeklidir.
( ) Aynı sıcaklıklar arasında çalışan Carnot Makinesinden daha yüksek verimliliğe sahip bir termal makine yapmak mümkün değildir.
( ) Bir gaz 400 J ısı alıp 250 J iş yaptığında iç enerjisi 150 J artar.
Tüm önermeler doğrudur.
2. (CEFET-PR) Termodinamiğin 2. prensibi şöyle ifade edilebilir: “Bir makine yapmak imkansızdır. Tek etkisi bir kaynaktan ısıyı uzaklaştırmak ve onu tamamen ısıya dönüştürmek olan döngüler halinde termal çalışma iş."
Uzatma olarak, bu ilke bizi şu sonuca götürür:
a) verimliliği %100 olan termal makineler yapmak her zaman mümkündür;
b) herhangi bir termal makinenin yalnızca bir sıcak kaynağa ihtiyacı vardır;
c) ısı ve iş homojen miktarlar değildir;
d) herhangi bir ısı makinesi, sıcak bir kaynaktan ısı alır ve bu ısının bir kısmını soğuk bir kaynağa verir;
e) Sadece her zaman 0°C'de tutulan soğuk bir kaynakla, belirli bir ısı motorunun ısıyı tamamen işe dönüştürmesi mümkün olacaktır.
Alternatif d: herhangi bir ısı motoru, sıcak bir kaynaktan ısı alır ve bu ısının bir kısmını soğuk bir kaynağa verir;
3. (ENEM-MEC) Tipik bir konuttaki elektrik enerjisi tüketiminin önemli bir kısmından gıdaların soğutulması ve dondurulması sorumludur.
Bir buzdolabının termal kayıplarını azaltmak için bazı operasyonel önlemler alınabilir:
BEN. Yiyecekleri raflara aralarında boşluk kalacak şekilde dağıtın, böylece soğuk hava aşağı doğru, sıcak hava yukarı doğru dolaşabilir.
II. Dondurucunun duvarlarını çok kalın bir buz tabakasıyla tutun, böylece buz kütlesindeki artış dondurucudaki ısı alışverişini arttırır.
III. Radyatörü (arkada “ızgara”) periyodik olarak temizleyin, böylece üzerinde biriken yağ ve toz çevreye olan ısı transferini azaltmaz.
Geleneksel bir buzdolabı için yalnızca şunu belirtmek doğrudur:
a) işlem I
b) operasyon II.
c) işlemler I ve II.
d) işlemler I ve III.
e) II ve III operasyonları.
Alternatif d: işlemler I ve III.
Ayrıca bakınız: Termodinamik üzerine alıştırmalar
