Ο δεύτερος θερμοδυναμικός νόμος βάζει όρια στη μετατροπή της ενέργειας: καμία θερμική μηχανή δεν κάνει όλη τη θερμότητα έργο, και η θερμότητα δεν περνά από ψυχρό σε θερμό σώμα χωρίς δαπάνη ενέργειας.
Β΄ Λυκείου · Φυσική θετικών · 25 λεπτά
Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο
κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.
Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το
σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο,
έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.
Σχεδιάγραμμα
Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.
Τι έγινε
Η θερμοδυναμική ξεκίνησε στις αρχές του 19ου αιώνα από τα πρακτικά προβλήματα των θερμικών μηχανών.
Ο συντελεστής απόδοσης είναι πάντα μικρότερος από 1: κάθε μηχανή αποβάλλει σημαντική θερμότητα στο περιβάλλον, και καμία προσπάθεια για «τέλεια» μηχανή δεν πέτυχε.
Διατύπωση Kelvin-Planck: καμία θερμική μηχανή δεν μπορεί να κάνει όλη τη θερμότητα που παίρνει ωφέλιμο έργο.
Η θερμότητα περνά μόνη της από θερμότερα σε ψυχρότερα σώματα· ψυγείο και κλιματιστικό κάνουν το αντίστροφο μόνο με δαπάνη ενέργειας.
Διατύπωση Clausius: δεν μπορεί μηχανή να μεταφέρει θερμότητα από ψυχρό σε θερμότερο σώμα χωρίς να καταναλώνει ενέργεια.
Οι δύο διατυπώσεις είναι ισοδύναμες: αν ισχύει η μία, ισχύει και η άλλη.
Ο δεύτερος νόμος περιορίζει τις μετατροπές ενέργειας και ορίζει την κατεύθυνση των αυθόρμητων φαινομένων.
Κατά τους Kelvin και Planck, δεν γίνεται θερμική μηχανή που να μετατρέπει όλη τη θερμότητα σε ωφέλιμο έργο. Κατά τον Clausius, δεν γίνεται μηχανή που να μεταφέρει θερμότητα από ψυχρό σε θερμότερο σώμα χωρίς να καταναλώνει ενέργεια. Οι δύο διατυπώσεις είναι ισοδύναμες.
Πώς δουλεύει ένα ψυγείο χωρίς να παραβιάζει τον νόμο;
Το ψυγείο μεταφέρει θερμότητα από τα τρόφιμα στο θερμότερο περιβάλλον, αλλά μόνο επειδή δαπανούμε ενέργεια για να λειτουργήσει. Χωρίς δαπάνη ενέργειας αυτό είναι αδύνατο.
Σε τι διαφέρει από τον πρώτο θερμοδυναμικό νόμο;
Ο πρώτος νόμος, διατήρηση της ενέργειας, δεν περιορίζει τις μετατροπές της. Ο δεύτερος λέει ότι η θερμότητα δεν γίνεται 100% μηχανική ενέργεια και ορίζει προς ποια κατεύθυνση γίνονται αυθόρμητα τα φαινόμενα.
Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.
Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.