IMG 97

Pompa ciepła

P *|^c **^t*^an,c,n rięburki jot chłodzenie dolnego źródła, u tyle /aiUnic p» ^C^^ł Je>l odwrotne. ma ubi ouncwac górne źródło Dlatego leź p**npa np a . b) pobiera ciepło * dolnego źródła, którym jc«l nąjc/ęiciej otoczenie i _ cpl o potnego /rodła, którym icu np ogrzewane ponnea/crenie C'*ylt. /gna jpncaucretlłm, temperatura dolacgo /rodła T„ • T^. a temperatura gomrgo* ' ^> 2atcm. według definicji sprawności / poesątku rozdziału, użyteczna tem energetycznym wytworzonym przez pompę jest ciepło dostarczone do gune c» źródła, natomiast nakładem energetycznym jest praca obiegu (napędów P*zględniająe równie/ biłam energii układu, możemy napisać

lul V.|-dz

Zgodnie zc wzorem (8 5) wartość ilorazu t^ dla pompy ciepła jest zawsze włfl-od jedności (^. > l) w związku z tym. z tych samych wzglądów co dla ziębiatL ^'cż dla pompy ciepła używa się symbolu e zamiast tj oraz nazwy współczyaaft ydjjnośct. współczynnik efektywności lub współczynnik sprawności, zamiast spm

Wartość bezwzględna we wzorach (8.3). (8.4) i (8.5) została użyła dla zachowam z umową o znakach ciepłj i pracy (ciepło dostarczone dodatnie, praca odór-na dodatnia i na odwrót). Zależności łc można zapisać również bez użycia wartości kględncj, należy w tedy jednak ściśle stosować się do zapisu bilansu energii danego ia. zgodnie zc zwrotem strzałek przepływu energii użytego w schematach -4) oraz (8.5a) i (S Sb)

8.3. SFORMUŁOWANIE

DRUGIEJ ZASADY TERMODYNAMIKI I POJĘCIE ENTROPII

Każda z zasad termodynamik i w t> in również druga zasada termodynamiki, zosta-formułowana na podstawie obs-r\s.:o11 przyrody i doświadczeń i do dziś przyjmuje

że nie da się jej wyprowadzić jako następstwa innych, bardziej ogólnych praw fizyki. Jak dotąd, w żadnym doświadczeniu dotyczącym makroświata, nie stwierdzono ynież złamania tej zasady

J Jednym zc stw ierdzeń wynikających z obserwacji przyrody jest to. że każdy pro-• (przemiana) dotyczący układu makroskopowego nieodwracalnie zmierza do nu równowagi i bez odpowiedniego oddziaływania / zewnątrz (zmieniającego rżenie) przebiegu takiego procesu nie da się odwrócić.

Stwierdzenie (u nutrii* u/not. c* i«U drucie) uu«dy termodynamiki. dU której istnieje wiele równowaźnjch (tormulowań słownych. podanych przez różnych uczonych- Poniżej zacytowano tylko trzy z nich; sformułowanie M Plancka, sformułowanie W. Ostwalda oru, uważane za klasyczne, sformułowanie R. Clausiusa.

1)    Sformułowanie drugiej zasady termodynamiki według M. Plancka (1897)

.Nic jrst możliwe skonstruowanie periodycznie działającej maszyny, której działanie polegałoby tylko na podnoszeniu ciężarów i równoczesnym ochładzaniu jednego źródła ciepła."

2)    Sformułowanie drugiej zasady termodynamiki według W. Ostwalda (1901)

„Perpetuum mobile drugiego rodzaju Jest niemożliwe" (to znaczy silnik działający trwale i permanentnie, kuiry pobierałby ciepło tylko z jednego, górnego, źródła). Można zauważyć, ze sformułowanie lo jest - poza innym nazewnictwem -tożsame ze sfomułowanicm Plancka. Równocześnie, silnik taki nie jest w żaden sposób sprzeczny z pierwszą zasadą termodynamiki.

3)    Sformułowanie drugiej zasady termodynamiki według R. Clausiusa (1850)

„Ciepło nic może samorzutnie przejść od ciała o temperaturze niższej do ciała o temperaturze wyższej" (samorzutnie, to znaczy bez odpowiednich działań zewnętrznych wywołujących zmiany w otoczeniu układu).

Z analizy przedstawionych powyżej sformułowań oraz spostrzeżeń o nieodwracalnym dążeniu każdego procesu do stanu równowagi. wynika, że musi istnieć jakiś parametr stanu określający jednoznacznie kierunek biegu procesów (przemian) Takim parametrem jest, wprowadzona przez R. Claustusa entropia, którą zdefiniujemy, korzystając z przedstawionego powyżej, podanego przez R Clausiusa sformułowania drugiej zasady termodynamiki.

Pojęcie entropii

Jeżeli pomiądzy dwoma kontaktującymi sią ciałami o temperaturach T, i T_; (T, »T_;) stanowiącymi układ zamknięty zachodzi bezpośredni przepływ ciepła, to - zgodnie z 11ZT w sformułowaniu R Clausiusa ciepło zawsze przepływa od crata o remperatu-rze wyższej do ciała o temperaturze niższej. aż do ustalenia sią równowag, cieplne, Proces rak,, z definicji, jes. nieodwracalny W każde, chwlllicgo pmc~, z pierwszą zasad, termodynamik, dla układu zamknie*go ciepło oddane P™ o wyższej temperaturze mus, być równe ciepłu prrejąlemu przez ziało o temperatur.

niższej, co można zapisać:

\dq,\ = \dq₂\

l»6a)

i 'V

\77