2740389838

184

Wykład z fizyki, Piotr Posmykiewicz

pracę ze zbiornika z ciepłem (grzejnicy), to musimy posiadać zbiornik chłodniejszy ( chłodnicę), który przyjmie część ciepła niewykorzystanego. Gdyby to nie była prawda, to moglibyśmy zbudować statek, który posiadałby silnik pobierający ciepło wprost z oceanu. Niestety brak chłodniejszego zbiornika ciepła odbierającego ciepło powoduje, że ten ogromny rezerwuar ciepła jakim jest ocean nie można wykorzystać. Problem polega na tym, że jeżeli chcemy całkowicie nieuporządkowaną energię cieplną zamienić w stałej temperaturze na całkowicie uporządkowaną energię ciała znajdującego się w ruchu ( bez żadnych zmian w źródle ciepła, czy silniku ), to musimy użyć oddzielnego, zimnego zbiornika.

14-2 Lodówki, a druga zasada termodynamiki.

Rysunek 14-5 przedstawia schematycznie zasadę działania lodówki, która jest w zasadzie silnikiem cieplnym pracującym w odwrotnym kierunku. Praca jest dostarczana do silnika w celu odebrania ciepła z lodówki ( chłodnicy ) i przeniesieniu go do otoczenia ( grzejnicy ). doświadczenie pokazuje, że takie przenoszenie ciepła zawsze wymaga wykonania pewnej pracy - co prowadzi do sformułowania w innej postaci drugiej zasady termodynamiki :

Niemożliwe jest, aby lodówka pracowała cyklicznie bez innych efektów oprócz przekazywania ciepła z ciała chłodniejszego do cieplejszego.

Druga zasada termodynamiki. Sformułowanie dotyczące lodówki

Gdyby powyższe sformułowanie nie było prawdziwe, to moglibyśmy chłodzić nasze domy latem używając lodówki, która pompowałaby ciepło na zewnątrz nie zużywając energii elektrycznej lub innej energii.

Miarą wydajności lodówki jest stosunek Q₂ /W, gdzie Q₂jest ciepłem usuniętym z chłodnego zbiornika przez lodówkę wykonującą pracę W zwany współczynnikiem wydajności chłodniczej WWC:

WWC =    15-3

W

Im większy jest ten współczynnik tym lepsza jest lodówka. Typowa lodówka posiada WWC około 5 lub 6. Drugą zasadę termodynamiki możemy sformułować również, twierdząc, że WWC nie może być równy nieskończoności.

14-3 Równoważność sformułowań drugiej zasady termodynamiki.