Sformułowania II zasady dynamiki

• Wg Clausiusa

Niemożliwe jest przekazywanie ciepła przez ciało o niższej temperaturze ciału o temperaturze wyższej bez wprowadzenia innych zmian w obu ciałach i ich otoczeniu.

• Wg Kelvina

Niemożliwe jest pobieranie ciepła z jednego źródła i zamiana go na pracę bez wprowadzenia innych zmian w układzie i otoczeniu

• Wersja najpopularniejsza

Niemożliwe jest skonstruowanie perpetum mobile II rodzaju, przez perpetum mobile II rodzaju rozumiemy hipotetyczną, cyklicznie pracującą maszynę, która, czerpiąc dowolną ilość ciepła z jednego tylko źródła o określonej temperaturze, potrafiłaby je zamienić na równoważną ilośc pracy.

Aby zbudować silnik cieplny, ciało robocze np. gaz musi pracować pomiędzy ciałem o wyższej temperaturze T1 (nagrzewnicą), a ciałem o niższej temperaturze T2 (chłodnicą)

Nie ma silnika cieplnego którego sprawnośc osiągnęłaby 100%.

Zasada wzrostu entropii

Dla dowolnego procesu w układzie izolowanym: dS≥ ∂Q/T. Znak równości w równaniu odnosiłby się do procesów odwracalnych, zaś > dotyczy procesów nieodwracalnych. Zatem w układzie izolowanym procesy samorzutne zachodza w takim kierunku, aby powodować wzrost entropii układu.

W stanie równowagi entropia układu osiąga swoją maksymalną wartość.

Sprawnoscią lub wydajnością ƞ maszyny cieplnej pracującej w dowolnym cyklu nazywamy stosunek pracy wykonanej przez maszynę w jednym cyklu do ciepła pobranego ze źródła w jednym cyklu.

Æž=W/Q1= Q1-Q2/Q1

Cykl Carnota

A->B proces izotermiczny, rozprężenie gazu od objętości V1 do V2, gaz roboczy o temperaturze nagrzewnicy T1 pobiera ciepło Q1

B->C proces adiabatyczne, rozprężanie gazu z objętości V2 do V3

C->D izotermiczne sprężanie gazu, gaz roboczy o temperaturze T2 oddaje ciepło Q2

D->A adiabatyczne sprężanie gazu do objętości V1.

Praca wykonana przez maszynę jest równa zakreskowanemu polu. Na odcinku ABC rozprężający się gaz wykonuje pracę W1; na odcinku CDA siły zewnętrzne wykonują nad gazem pracę W2

.

Sprawność cyklu Carnota

ƞ =T1-T2/T1, gdzie T1- temperatura bezwzględna źródła ciepła, T2- temperatura bezwzględna chłodnicy

Lub ƞ=W/Qp stosunek pracy wykonywanej przez substancję molową do pobranego ciepła.

---