Drugi zakon termodinamike: razlika između inačica

Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
m →‎top: ispravak wikipoveznica
mNema sažetka uređivanja
Redak 1:
[[datoteka:Carnot heat engine 2.svg|300px|mini|desno|[[Nicolas Léonard Sadi Carnot|Carnotov]] [[toplinski stroj]] prenosi [[Energija|energiju]] iz toplijeg (ogrjevnog) spremnika [[temperatura|temperature]] ''T''<sub>H</sub> u hladniji (rashladni) spremnik temperature ''T''<sub>C</sub>, te pritom dio te [[Toplina|toplinske energije]] ([[toplina|topline]]) pretvara u [[mehanički rad]] ''W''.]]
 
[[datoteka:Perpetual Motion by Norman Rockwell.jpg|mini|desno|300px|Premda je [[perpetuum mobile]] proglašen kao nerješivim, pokušaji da se ostvari nisu prestali.]]
 
[[datoteka:PerpetuumMobile.gif|mini|desno|300px|Jedan od pokušaja da se ostvari [[perpetuum mobile]].]]
 
[[datoteka:Steam engine in action.gif|mini|desno|300px|[[Parni stroj]] u radu. Nikada se sva [[toplina]] ne može pretvoriti u [[mehanički rad]].]]
 
'''Drugi zakon termodinamike''' upućuje na smjer u kojem se odvija pretvorba [[toplinska energija|toplinske energije]] u [[Mehanička energija|mehaničku]]. Do toga je zakona došao već [[Nicolas Léonard Sadi Carnot|Carnot]] 1824. On je proučavao idealne uvjete prelaska topline u [[mehanički rad]] i zaključio da su za prelazak topline u rad potrebna dva spremnika topline na različitoj temperaturi; prelaskom topline iz toplijega spremnika u hladniji samo se dio topline pretvara u rad, a ostatak topline prelazi u spremnik niže temperature ([[degradacija]]). Prema Carnotu, maksimalna [[djelotvornost]] ''η'' idealnoga [[toplinski stroj|toplinskoga stroja]], koji [[kružni proces|kružnim procesom]] pretvara toplinu u rad, iznosi:
Redak 15:
:<math> S = \frac{Q}{T} </math>
 
Iz toga slijedi da je entropija sustava to veća što mu je, uz danu količinu topline u sustavu, [[temperatura]] niža. Kako se pri svakom prelasku topline u rad dio topline prelazi u spremnik niže temperature, ukupna se entropija sustava povećava. Poopćenjem drugoga zakona može se reći da se entropija zatvorenoga sustava povećava pri svakom procesu. <ref> '''termodinamika''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=60967] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref>
 
Drugi zakon termodinamike se može pojednostavljeno izrećiobjasniti:
 
{{citat|Toplina ne može sama od sebe prelaziti sa hladnijeg tijela na toplije, točnije: nije moguć proces čiji bi jedini rezultat bi bio spontan prelazak topline sa hladnijeg tijela na toplije ([[1850.]])}}
 
Osim gornjegornjeg, [[Rudolf Clausius]] dao je još nekoliko objašnjenja ovog zakona:
 
{{citat|Toplina spontano može prelaziti samo s toplijeg na hladnije tijelo.}}
Redak 37:
{{citat|Perpetum mobile druge vrste nije moguć.}}
 
[[Perpetuum mobile]] druge vrste bio bi upravo takav uređaj koji bi samo uzimao toplinu iz spremnika topline i pretvarao ovutu toplinu u rad.
 
== Objašnjenje ==
 
[[Prvi zakon termodinamike]] kaže da se [[mehanički rad]] može pretvoriti u toplinu, odnosno [[toplina]] u mehanički rad, i da između topline i mehaničkog rada postoji određeni odnos. Ali ovaj stavak ne govori ništa o tome pod kojim se uvjetima pretvara toplina u rad i obratno. Uvjete i mogućnost tog pretvaranja određuje drugi glavni stavak termodinamike. Iz [[Carnotov ciklus|Carnotovog kružnog procesa]] vidjeli smo da se sva toplina ne može pretvoriti u mehanički rad, i da je za mehanički rad potreban pad temperature. Da bi se iz topline dobio mehanički rad, trebapotrebna su dva spremnika, jedan s višom, a drugijedan s nižom temperaturom, jer toplina uvijek prelazi s tijela više na tijelo niže temperature. Toplina koja odlazi u spremnik niže temperature gubi sposobnost pretvaranja u mehanički rad, pa kažemo da je ona degradirana. To znači da proces pretvaranja topline u mehanički rad nije reverzibilan (obratljiv) nego ireverzibilan (neobratljiv). Reverzibilni su oni toplinski procesi gdje se [[plin]] vraća u svoje prvobitno stanje bez ikakvih gubitaka. Obrnuto su ireverzibilni procesi. Taj se proces vrši pomoću [[toplinski stroj|toplinskih strojeva]] koji vrše radnju [[period]]ički, ali uvijek tako da se čitava toplina ne pretvara u rad već jedan dio ostaje neiskorišten. Uzrok tome nije nesavršenost toplinskih strojeva već je to posljedica prirodnog zakona, to jest drugog glavnog stavka termodinamike koji glasi:
 
{{citat|Pretvaranje topline u mehanički rad je neobratljiv (ireverzibilan) proces kod kojeg se nikada sva toplina ne može nikada pretvoriti u mehanički rad.}}
 
Drugi zakon termodinamike isključuje takozvani [[perpetuum mobile]] druge vrste. Nije, naime, moguće sagraditi [[stroj]] koji bi stvarao rad na račun topline okoline bez razlike temperature, to jest bez spremnika niže temperature. Kad bi se to moglo, [[brod]] bi mogao ploviti na račun golemih [[količina topline]] sadržanih u moru i to bez ikakvog [[goriva]].
 
U prirodi se stalno zbivaju toplinski procesi kod kojih toplina prelazi s toplihtoplijih tijela na hladnija. Na taj se način temperature sve više izjednačuju, i vrši se stalna degradacija topline jer ne postoji mogućnost za njeno pretvaranje u mehanički rad. Ovakva stalna degradacija topline mogla bi konačno dovesti do potpunog izjednačenja sviju temperatura i tako do općeg mrtvila u prirodi koje se zove toplinska smrt. Tako su ljudi zaključivali dok još nisu poznavali [[Nuklearna energija|nuklearnu ili atomsku energiju]]. U [[priroda|prirodi]] postoje i nuklearni procesi koji se na primjer zbivaju na [[zvijezda]]ma i na [[Sunce|Suncu]], kod kojih se ponovo stvaraju visoke temperature. Izjednačenje svih temperatura moglo bi jedino nastati samo u malim pojedinim dijelovima [[svemir]]a, i to ne bi bilo trajno. <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>
 
== Izvori ==
Redak 53:
 
 
[[Kategorija: Termodinamika]]
[[Kategorija:Fizikalni zakoni]]