Druga zasada termodynamiki.cmf.p.lodz.pl/posmykiewicz/wyklady_wl/wyklad_14a/wyklad...Druga zasada...

Wykład z fizyki, Piotr Posmykiewicz 179

W Y K Ł A D XIV

Druga zasada termodynamiki.

Często naszym zadaniem jest zastosowanie zasady zachowania energii. Jednak, zgodnie z

pierwszą zasadą termodynamiki, energia jest zawsze zachowana. Co w takim razie znaczy

zachować energię, jeżeli całkowita energia wszechświata nie ulega zmianie bez względu jakie

czynności wykonujemy. Pierwsza zasada termodynamiki nie mówi nam wszystkiego o

energii. Energia jest zawsze zachowana, ale niektóre formy energii są bardziej przydatne od

innych. Druga zasada termodynamiki mówi nam o prawdopodobieństwie zastosowania danej

formy energii do celów praktycznych. Na przykład, łatwo jest przekształcić energię

mechaniczną w ciepło, ale niemożliwe jest zmniejszyć energię wewnętrzną układu i

przekształcić ją całkowicie w pracę mechaniczną bez dodatkowych zmian w układzie. Ten

fakt doświadczalny jest treścią drugiej zasady termodynamiki.

Niemożliwa jest przemiana, której jedynym wynikiem byłaby zamiana na

pracę ciepła pobranego ze źródła mającego wszędzie tę samą temperaturę

Druga zasada termodynamiki w sformułowaniu Kelvina

Zostanie podanych jeszcze kilka innych równoważnych sformułowań drugiej zasady

termodynamiki.

Typowym przykładem przekształcenia energii mechanicznej w ciepło jest ruch, w którym

występują siły tarcia. Na przykład, jeżeli klocek ślizga się po chropowatej powierzchni stołu,

to początkowa energia mechaniczna ( kinetyczna ) klocka jest zamieniana na ciepło, a

rezultatem tego jest wzrost temperatury ciała i stołu. Odwrotny proces, oczywiście, nigdy nie

wystąpi – klocek i stół nie ulegną samoistnemu ochłodzeniu, a klocek w wyniku przekazania

mu tej energii zacznie się ślizgać! Jednak nawet takie nieprawdopodobne zachowanie nie

narusza prawa zachowania energii ( pierwszej zasady termodynamiki ). Takie zachowanie

naruszyło by drugą zasadę termodynamiki. Nie ma zatem symetrii w roli jaką odgrywają

praca i ciepło, ale nie wynika to z pierwszej zasady. Ten brak symetrii wynika z faktu, że

niektóre procesy są nieodwracalne.

Procesy nieodwracalne mogą mieć różną postać, ale wszystkie mają związek z drugą

zasadą termodynamiki. Na przykład przewodzenie ciepła jest procesem nieodwracalnym.


Jeżeli zetkniemy ciepłe ciało z zimnym, to ciepło będzie przepływać z ciała cieplejszego do

chłodnego, aż do momentu wyrównania się temperatur obu ciał. Odwrotny proces nigdy nie

wystąpi. Dwa ciała znajdujące się w kontakcie w tej samej temperaturze pozostaną w tej

samej temperaturze; ciepło nie będzie przepływać w żadnym kierunku. Ta eksperymentalna

obserwacja umożliwia nam inne sformułowanie drugiej zasady termodynamiki:

Nie może istnieć proces, którego jedynym końcowym wynikiem byłoby

przeniesienie ciepła z ciała zimniejszego do cieplejszego.

Druga zasada termodynamiki w sformułowaniu Clasjusza.

W następnej części pokażemy, że oba sformułowania Kelvina i Clasjusza są równoważne.

14-1 Maszyny cieplne, a druga zasada termodynamiki.

Rysunek 15-1

Ciepło

Chłodnica Silnik Woda

Para


Badania sprawności cieplnej maszyn cieplnych przyczyniły się do sformułowania w sposób

jasny drugiej zasady termodynamiki. Maszyna cieplna jest urządzeniem pracującym

cyklicznie, którego zadaniem jest zamiana jak największej ilości ciepła na pracę. Maszyny

cieplne zawierają substancję roboczą ( wodę w maszynie parowej, powietrze i pary benzyny

w silniku benzynowym ), która pobiera ciepło 1Q , wykonuje pracę W i oddaje ciepło 2Q i

w rezultacie powraca do stanu wyjściowego. Pierwszymi maszynami cieplnymi były silniki

parowe, wynalezione w dziewiętnastym wieku i używane początkowo do wypompowywania

wody z kopalni węgla. Obecnie silniki parowe są używane jako generatory elektryczności. W

typowym silniku parowym woda jest podgrzewana przy ciśnieniu kilkuset atmosfer aż do

Zgodnie z przyjętą konwencją w pierwszej zasadzie, ciepło oddawane ma znak minus. Ponieważ jednak jesteśmy zainteresowani, w tym przypadku,

wartością ciepła pobieranego i oddawanego, to jeżeli będzie zachodzić potrzeba, będziemy stosować znak wartości bezwzględnej.

Mieszanka par

benzyny i

powietrza dostaje

się do komory

spalania podczas

gdy tłok porusza

się do dołu

Tłok porusza

się ponownie do

góry usuwając

spalony gaz

Rozprężający

się gaz

przesuwa tłok

do dołu, etap

zwany

uderzeniem

mocy

Etap ssania

(1)

Zawór wydechowy

otwarty

Do rury

wydechowej

Zawór ssania

otwarty

Mieszanka

powietrza i

benzyny

Zawór

ssania

Kiedy gaz ulega

zapłonowi,

rozpręża się

Etap sprężania

(2)

Zapłon

(3)

Etap pracy

(4)

Etap wydechu

(5)

Oba zawory zamknięte

Świeca

zapłonowa

Oba zawory

zamknięte

Cylinder

Tłok

Przegub

łączący

Wał korbowy

Rysunek 15-2 Silnik

spalinowy

Następnie tłok

porusza się do

góry sprężając

tłok aż do

zapłonu

Zawór

wydech

u

Oba zawory

zamknięte


przejścia w parę przy około 5000C ( Rysunek 15-1 ). Para rozszerza się naciska na tłok i

wykonuje pracę, następnie istnieje w znacznie niższej temperaturze i w końcu ochładza się aż

ulegnie skropleniu. Woda jest następnie pompowana do zbiornika i ulega ponownemu

podgrzaniu.

Rysunek 15-2 przedstawia schemat działania silnika spalinowego używanego w

większości silników samochodowych (silnik benzynowy). Jeżeli zawór wydechowy jest

zamknięty, to mieszanina par benzyny i powietrza dostaje się do komory spalania podczas

gdy tłok porusza się do dołu w etapie zasysania. Następnie mieszanka jest sprężana, po

czym następuje jej zapłon dzięki iskrze ze świecy zapłonowej. W rezultacie tego, gorący gaz

rozpręża się przesuwając tłok do dołu w etapie zwanym etapem pracy i wykonuje pracę.

Następnie gaz jest usuwany poprzez zawór odprowadzający i cykl się powtarza. Idealny

model takiego cyklu w silniku spalinowym jest zwany cyklem Otto i przestawiony na

rysunku 15-3.

Rysunek 15-4 ilustruje schematycznie zasadę działania silnika cieplnego. Dostarczane

ciepło wpływa do układu ze zbiornika ciepła – grzejnicy posiadającej temperaturę 1T i

wypływa do chłodnicy o temperaturze 2T . Zbiornikami te są doskonałymi ciałami lub

układami, które posiadają bardzo duża pojemność cieplną pozwalającą na pobieranie lub

oddawanie ciepła bez istotnych zmian temperatury. W praktyce takim cieplnym zbiornikiem

może być otaczająca atmosfera lub np. jezioro. Ponieważ stan początkowy i końcowy takiej

maszyny i substancji roboczej jest taki sam, to początkowa i końcowa energia wewnętrzna są

takie same, czyli 0U . Wtedy, zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki, wykonana

praca jest równa wypadkowemu ciepłu dostarczonemu do układu:

Rysunek 15-3

Q1

Q2

Rysunek 15-4

Grzejnica o temperaturze T1

Chodnica o temperaturze T2

2Q

Q1

Q1

S I L N I K


WWUQ

lub

21 QQW 15-1

Współczynnikiem sprawności silnika cieplnego nazywamy stosunek pracy wykonanej do

ciepła dostarczonego z grzejnicy:

1

2

1

21

1 Q

Q1

Q

QQ

Q

W

15-2

Współczynnik sprawności

Ponieważ ciepło 1Q jest zwykle wytwarzane poprzez spalanie jakiegoś paliwa, na przykład węgla lub

oleju, za które trzeba zwykle zapłacić, to projektuje się maszyny cieplne tak aby współczynnik

sprawności był jak największy. Najlepszy silnik parowy ma sprawność rzędu 40%, a silnik spalinowy

50%. Przy 100% sprawności (η = 1 ) cała energia cieplna pobierana z grzejnicy byłaby zamieniana na

pracę i nie odprowadzałoby się ciepła do chłodnicy. Jednak niemożliwe jest zbudowanie silnika

cieplnego o 100% sprawności. Ten doświadczalny wynik wyraża drugą zasadę termodynamiki dla

silnika cieplnego, która jest równoważna sformułowaniu Kelvina przytoczonemu wyżej:

Niemożliwe jest zbudowanie silnika cieplnego pracującego cyklicznie, który

pobierał by ciepło z grzejnicy i zamieniał je całkowicie na pracę.

Druga zasada termodynamiki: Sformułowanie dotyczące silnika cieplnego.

Słowo „cyklicznie” jest ważne, ponieważ można

przekształcić całkowicie ciepło w pracę, ale w przemianie

niecyklicznej. Wszystkie gazy doskonałe rozprężając się

izotermicznie właśnie to robią. Ale po rozprężaniu gaz nie

znajduje się w swoim stanie początkowym. Jeżeli chcemy

przywrócić gaz do stanu początkowego, to musi zostać

wykonana praca nad gazem i trochę ciepła musi być

oddane.

To drugie prawo mówi nam, że jeżeli chcemy otrzymać

Rysunek 14-5


Chłodnica o temperaturze T2

Lodówka

1Q

2Q


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 W/Q2 , gdzie 2Q jest ciepłem usuniętym z

chłodnego zbiornika przez lodówkę wykonującą pracę W zwany współczynnikiem

wydajności chłodniczej WWC:

W

QWWC 2 15-3

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.


Sformułowania drugiej

zasady termodynamiki w

oparciu o silnik cieplny i

lodówkę na pozór brzmią

różnie, ale w zasadzie są

równoważne. Możemy to

udowodnić pokazując, że

jeżeli jedno sformułowanie

przyjąć jako nieprawdziwe,

to i drugie sformułowanie musi być fałszywe. Zastosujemy przykład liczbowy pokazujący, że

jeżeli sformułowanie o silniku cieplnym jest fałszywe, to i sformułowanie dotyczące lodówki

jest nieprawdziwe.

Rysunek 15-6a przedstawia zwykłą lodówkę, która zużywa 50J pracy, aby usunąć 100J

energii z chłodnego zbiornika i przekazać 150J energii do zbiornika ciepła. Gdyby

twierdzenie o silniku cieplnym nie było prawdziwe, to idealny silnik cieplny pobierałby z

grzejnicy ciepło i całkowicie przekształcał je w pracę ze 100% sprawnością. Moglibyśmy

użyć idealnego silnika cieplnego do usunięcia 50J ciepła z grzejnicy i zamianę go na 50J

pracy (Rysunek 15-6b). Następnie używając doskonałego silnika cieplnego w połączeniu ze

zwykłą lodówką, moglibyśmy zbudować idealną lodówkę, która przekazywałaby 100J ciepła

z chłodnicy do grzejnicy, bez wykonania pracy (Rysunek 15-6c). To narusza jednak

sformułowanie drugie zasady termodynamiki w oparciu o zasadę działania lodówki. W

rezultacie, jeżeli sformułowanie dotyczące maszyny cieplnej jest fałszywe, to również

sformułowanie dotyczące lodówki też jest nieprawdziwe. Podobnie, jeżeli by istniała

doskonała lodówka, to mogła by w połączeniu ze zwykłym silnikiem cieplnym posłużyć do

konstrukcji idealnego silnika cieplnego. A zatem, jeżeli sformułowanie o lodówce jest

fałszywe, to również fałszywe jest sformułowanie o silniku cieplnym. Z tego wynika, że jeżeli

jedno z tych sformułowań jest prawdziwe, to drugie również musi być prawdziwe. Dlatego

oba sformułowania są ekwiwalentne.

14-4 Silnik Carnota.

Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki niemożliwe jest, aby silnik cieplny pracujący między

dwoma zbiornikami ciepła miał 100% wydajności. Jaka, w takim razie, sprawność jest


Silnik idealny

Idealna

lodówka Zwykła

lodówka


Rysunek 15-6


największa do osiągnięcia dla takiego silnika? Odpowiedź na to pytanie dał w 1824 roku

młody francuski inżynier Sadi Carnot. Miało to miejsce jeszcze przed sformułowaniem

pierwszej i drugiej zasady termodynamiki. Carnot pokazał, że silnik odwracalny jest

silnikiem najbardziej efektywnym z spośród tych, które mogą działać między dwoma

dowolnymi zbiornikami ciepła.

Żaden silnik działająca między dwoma danymi zbiornikami ciepła nie może

być bardziej wydajny niż silnik odwracalny pracujący między tymi dwoma

zbiornikami.

Twierdzenie Carnota

Silnikiem odwracalnym jest, zatem, silnik doskonały, pracujący z największą

wydajnością. Odwracalny silnik pracujący cyklicznie między dwoma zbiornikami ciepła

nazywa się silnikiem Carnota, a jego cykl nazywa się cyklem Carnota. Silnik Carnota jest

silnikiem doskonałym, w którym współczynnik sprawności nie może być już polepszony.

Rysunek 15-7 ilustruje twierdzenie Carnota z zastosowaniem przykładu liczbowego.

Jeżeli żaden silnik nie może mieć większego współczynnika sprawności niż silnik Carnota,

to wynika z tego, że silniki Carnota pracujące między dwoma takimi samymi zbiornikami



Rysunek 15-7

Odwracalny silnik

cieplny o współczyn-

niku sprawności 40%

usuwa 100J z grzejnicy,

wykonuje 40J pracy i

oddaje 60J do chłodnicy.

Jeżeli ten sam silnik

pracuje w kierunku

odwrotnym jako

lodówka, wtedy zostaje

wykonana praca 40J, w

celu odprowadzenia 60J

z chłodnicy i

dostarczenia 100J do

grzejnicy.

Załóżmy, że silnik

cieplny pracuje ze

sprawnością 45% - tzn.

większą niż silnik

odwracalny (a)

Wypadkowy efekt pracy takiego silnika (c ) w

połączeniu z lodówką (b) jest taki sam jak

idealnego silnika cieplnego, który odprowadza 5J z

chłodnicy i przekształca je w 5J całkowicie w pracę

bez jakichkolwiek innych efektów, co narusza

drugą zasadę termodynamiki. Tak, więc, silnik

odwracalny

(a) jest silnikiem, który musi mieć największy

współczynnik sprawności ze wszystkich silników

pracujących między tymi dwoma zbiornikami

ciepła.


ciepła mają te same współczynniki. Ten współczynnik sprawności, zwany współczynnikiem

sprawności Carnota, musi być niezależny od substancji wykonującej pracę w silniku i, w

związku z tym, musi zależeć tylko od temperatur grzejnicy i chłodnicy.

Przyjrzyjmy się co powoduje, że proces jest odwracalny lub nie. Zgodnie z drugą zasadą

termodynamiki, zamiana energii mechaniczną na energię cieplną w wyniku tarcia jest

procesem nieodwracalnym, tak jak nie jest procesem odwracalnym proces przepływ ciepła z

ciała cieplejszego do chłodniejszego. Trzeci typ nieodwracalności występuje, jeżeli układ

przechodzi przez stany nierównowagowe, na przykład, gdy gaz podlega turbulencjom lub

kiedy gaz wybucha. Aby proces był odwracalny musimy być wstanie przeprowadzić

układ z powrotem poprzez takie same stany równowagowe, ale w odwrotnej kolejności.

Z powyższych rozważań i przedstawionych sformułowań drugiej zasady termodynamiki

możemy podać listę warunków, które muszą być spełnione aby proces był odwracalny:

1. Żadna praca nie może być wykonana przez siły tarcia, lepkości, lub inne

siły dyssypatywne – wytwarzające ciepło.

2. Przewodzenie ciepła może odbywać się tylko izotermicznie.

3. Proces musi zachodzić tylko kwasi statycznie tzn. tak, aby układ był

zawsze w stanie równowagi termodynamicznej ( lub nieskończenie blisko

stanu równowagi)

Warunki odwracalności.

Dowolna przemiana, która narusza którykolwiek z powyższych warunków jest procesem

nieodwracalnym. Większość procesów jest z swojej natury nieodwracalnych. Aby otrzymać

proces odwracalny, musimy przyłożyć dużą wagę, aby wyeliminować tarcie i inne siły

dyssypatywne i przeprowadzić go w sposób kwasi statyczny. Ponieważ nigdy nie może być to

wykonane w sposób idealny, to proces odwracalny jest tylko pewną idealizacją, podobnie jak

idealizacją jest ruch bez tarcia w mechanice. Tym niemniej, odwracalność w praktyce może

być zrealizowane z dużym przybliżeniem.

Możemy teraz zrozumieć cechy charakterystyczne cyklu Carnota, który jest cyklem

odwracalnym między dwoma zbiornikami ciepła. Ponieważ całe przekazanie ciepła musi być

izotermiczne, aby proces był odwracalny, to ciepło pobierane z ciepłego zbiornika musi być w

całości absorbowane izotermicznie. Następnym etapem musi być kwasi statyczne

adiabatyczne rozprężanie do niższej temperatury chłodnego zbiornika. Następnie ciepło jest


oddawane izotermicznie do chłodnicy. W końcu mamy kwasi statyczne adiabatyczne

sprężanie do wyższej temperatury grzejnicy. W ten sposób cykl Carnota składa się z czterech

odwracalnych etapów:

1. Kwasi styczne izotermiczne pobieranie ciepła z grzejnicy.

2. Kwasi styczne adiabatyczne rozprężanie się do niższej temperatury.

3. Kwasi styczne izotermiczne oddawanie ciepła do chłodnicy.

4. Kwasi styczne adiabatyczne sprężanie z powrotem do stanu

początkowego.

Etapy cyklu Carnota.

Aby obliczyć współczynnik sprawności silnika Carnota musimy wybrać substancję o

której posiadamy pewną wiedzę – gaz doskonały i

obliczyć pracę wykonaną przez ten gaz w cyklu

Carnota ( Rysunek 15-8 ). Ponieważ wszystkie cykle

Carnota mają te same współczynniki sprawności

niezależne od substancji roboczej, to nasz wynik

będzie miał charakter ogólny.

Współczynnik sprawności dla tego cyklu można

zapisać w postaci:

1

2

Q

Q1

Ciepło 1Q jest pobierane w procesie izotermicznego

rozprężania od stanu 1 do stanu 2. Ponieważ 0U w procesie izotermicznego rozprężania

gazu doskonałego, to dla izotermicznego rozprężania gazu doskonałego 1Q będzie równe

pracy wykonanej przez gaz.

1

21

2

1

1

2

1

1V

VlnnRTdV

V

nRTpdVWQ

Podobnie ciepło oddawane do chłodnicy jest równe pracy wykonanej nad gazem podczas jego

izotermicznego sprężania w temperaturze 2T podczas przejścia od stanu 3 do 4. Praca ta ma tę

samą wartość jak gdyby gaz rozprężał się od stanu 4 do 3. W rezultacie ciepło usunięte jest

równe:

Sprężanie

izotermiczne

w T2

Rozprężanie

adiabatyczne Sprężanie

adiabatyczne

Rozprężanie

izotermiczne

w T1 Qwch

o

Qwych

Rysunek 15-8


4

322

V

VlnnRTQ 15-4

Stosunek tych ilości ciepła wynosi:

121

432

1

2

V/VlnT

V/VlnT

Q

Q

Możemy powiązać 4321 V,V,V,V stosując równanie 14-32

constTV 1

Przy rozprężaniu od stanu 2 do 3 mamy:

1

321

21 VTVT

Podobnie podczas adiabatycznego sprężania od stanu 4 do stanu 1:

1

421

11 VTVT

Dzieląc te dwa równania przez siebie:

1

4

3

1

1

2

V

V

V

V

a stąd 4312 V/VV/V i dlatego 4312 V/VlnV/Vln . W rezultacie równanie 15-4

upraszcza się i otrzymujemy:

1

2

1

2

T

T

Q

Q 15-5

Ostatecznie współczynnik sprawności Carnota jest równy:

1

21T

T 15-6

Współczynnik sprawności silnika Carnota.

Równanie 15-6 pokazuje to co zauważyliśmy wcześniej: Współczynnik sprawności Carnota

zależy tylko od temperatury grzejnicy i chłodnicy.

P R Z K Ł A D

Silnik parowy pracuje między zbiornikiem ciepłym o temperaturze 1000C = 373K i chłodnicą

o temperaturze 00C = 273K. (a) Ile wynosi maksymalny współczynnik sprawności dla tego


silnika? (b) Jeżeli silnik pracuje w cyklu odwrotnym jako lodówka, to ile wynosi maksymalny

współczynnik wydajności chłodniczej?

Analiza. Maksymalny współczynnik sprawności to współczynnik Carnota dany równaniem

15-6. Jeżeli chcemy znaleźć WWC, to najłatwiej jest wybrać pewne wielkości ciepła

pobranego i oddanego. Jeżeli silnik pobiera 100J z grzejnicy, to wykonuje pracę W = η( 100J

) i oddaje ciepło J100100Q2 . W rezultacie WWC = Qc/W.

(a) Maksymalny współczynnik sprawności

%8,26268,0K373

K2731

T

T1

1

2C

dla cyklu Carnota:

(b)1. Znajdź pracę wykonaną przez silnik

J8,26J100268,0QW 1C

jeżeli pobiera 100J:

2. Znajdź ciepło oddane: J2,73J8,26J100WQQ 12

3. Zastosuj wynik aby obliczyć WWC

73,2J8,26

J2,73

W

QWWC 2

kiedy silnik pracuje w kierunku odwrotnym:

Uwaga. Nawet jeżeli ten współczynnik wydaje się dość mały, to jest największym

współczynnikiem sprawności dla silnika pracującego między tymi temperaturami. Prawdziwy

silnik będzie miał mniejszy współczynnik sprawności z powodu tarcia, przewodnictwa

cieplnego i innych nieodwracalnych procesów. Podobnie prawdziwa lodówka będzie miała

niższy współczynnik wydajności chłodniczej. W następnym rozdziale pokażemy, że WWC

jest równy T/T2 (Równanie 15-9). Dla tych zbiorników K100T i

73,2K100/K273WWC

Współczynnik sprawności, dlatego jest tak ważny, że określa nam górną granicę

dopuszczalnej sprawności. Jeżeli, na przykład, silnik pracujący między dwoma zbiornikami o

temperaturach 373K i 273K ma współczynnik sprawności 25%, to jest dobrym silnikiem.

Jednak gdyby wyeliminować tarcie i inne nieodwracalne straty, to najwyższy współczynnik

sprawności wyniósłby 26,8%, jak to wynika z przytoczonego powyżej przykładu.

Druga zasada termodynamiki.cmf.p.lodz.pl/posmykiewicz/wyklady_wl/wyklad_14a/wyklad...Druga zasada...

Documents

Transcript of Druga zasada termodynamiki.cmf.p.lodz.pl/posmykiewicz/wyklady_wl/wyklad_14a/wyklad...Druga zasada...