Drugi zakontermodinamike

Uvod

Drugi zakon termodinamike nije univerzalniprirodni zakon, ne važi za sve sisteme, naročito neza neobične sisteme (mikrouslovi, svemirskiuslovi).

Zasnovan je na zajedničkom ljudskom iskustvu,a ne na složenim teorijama i eksperimentima.

Drugi zakon termodinamike nije univerzalniprirodni zakon, ne važi za sve sisteme, naročito neza neobične sisteme (mikrouslovi, svemirskiuslovi).

Zasnovan je na zajedničkom ljudskom iskustvu,a ne na složenim teorijama i eksperimentima.

Klauzijusov postulat

Drugi zakon termodinamike pomaže da se objasnigotovo sve što se dešava u našem fizičkom svetu:kako će mašine koje nam obezbeđuju energiju uželjenom obliku da rade sa što manje gubitakaenergije, zašto toplota spontano prelazi sa tela višetemperature na telo niže temperature i zašto spontaniprelazak toplote u obratnom slučaju nije moguć.

“Nemoguće je toplotu samu od sebe prevesti satoplotnog izvora niže temperature na toplotni izvorviše temperature.”

Drugi zakon termodinamike pomaže da se objasnigotovo sve što se dešava u našem fizičkom svetu:kako će mašine koje nam obezbeđuju energiju uželjenom obliku da rade sa što manje gubitakaenergije, zašto toplota spontano prelazi sa tela višetemperature na telo niže temperature i zašto spontaniprelazak toplote u obratnom slučaju nije moguć.

“Nemoguće je toplotu samu od sebe prevesti satoplotnog izvora niže temperature na toplotni izvorviše temperature.”

Pojam toplotnog rezervoara

Topotni rezervoar je deo prostora koji se bira ucilju proučavanja prostora i ograničava se od okoline.

Okolina je toplotni rezervoar velikog karaciteta, pričemi sa termodinamičkim sistemom dolazi do razmeneenergije i mase, pri čemu se energije razmenjuje uobliku topote ili rada.

Ako je okolina na višoj temperaturi od sistema, ondaje ona toplotni izvor, a ako je na nižoj temperaturionda je toplotni ponor.

Primeri: atmosfera i okeani, led i voda u ravnotežina konstantnom pritisku.

Topotni rezervoar je deo prostora koji se bira ucilju proučavanja prostora i ograničava se od okoline.

Okolina je toplotni rezervoar velikog karaciteta, pričemi sa termodinamičkim sistemom dolazi do razmeneenergije i mase, pri čemu se energije razmenjuje uobliku topote ili rada.

Ako je okolina na višoj temperaturi od sistema, ondaje ona toplotni izvor, a ako je na nižoj temperaturionda je toplotni ponor.

Primeri: atmosfera i okeani, led i voda u ravnotežina konstantnom pritisku.

Kružni ciklusi

Mašine koje vrše pretvaranje toplotne energije umehanički rad nazivaju se toplotne mašine.

Realne toplotne mašine rade tako da se pretvaranjetoplote u mehanički rad vrši kroz cikličnu promenu. Cikličnapromena stanja podrazumeva da se radna materija izjednog stanja prevede u drugo dovođenjem toplote, a zatimse drugim procesom ili procesima vraća u prvobitno stanje.

Mašine koje vrše pretvaranje toplotne energije umehanički rad nazivaju se toplotne mašine.

Realne toplotne mašine rade tako da se pretvaranjetoplote u mehanički rad vrši kroz cikličnu promenu. Cikličnapromena stanja podrazumeva da se radna materija izjednog stanja prevede u drugo dovođenjem toplote, a zatimse drugim procesom ili procesima vraća u prvobitno stanje.

Desnokretni i levokretni ciklus

Desnokretni ciklus(toplotna mašina)

Levokretni ciklus(rashladna mašina)

Termodinamički stepeniskorišćenja

Termodinamički stepen iskorišćenja:

Pojam entropije

Entropija (S) je veličina stanja koja je merarasipanja energije unutar termodinamičkog sistemausled razmene toplote.

Entropija je težnja sistema da spontano pređe ustanje veće neuređenosti, dakle, entropija je meraneuređenosti sistema.

Entropija je mera mnoštva načina kojima je mogućepostići određeno stanje objekta.

Fizička suština entropije: pokazuje pravacodvijanja stvarnih procesa.

Entropija (S) je veličina stanja koja je merarasipanja energije unutar termodinamičkog sistemausled razmene toplote.

Entropija je težnja sistema da spontano pređe ustanje veće neuređenosti, dakle, entropija je meraneuređenosti sistema.

Entropija je mera mnoštva načina kojima je mogućepostići određeno stanje objekta.

Fizička suština entropije: pokazuje pravacodvijanja stvarnih procesa.

Pojam entropije

Pojam entropije

Definicija drugog zakonatermodinamike

Jedna od formulacija drugog zakonatermodinamike glasi:

”Prepušten sam sebi, zatvoren i toplotnoizolovan termodinamički sistem, prelazi izmanje verovatnog u više verovatno stanje.”

Jedna od formulacija drugog zakonatermodinamike glasi:

”Prepušten sam sebi, zatvoren i toplotnoizolovan termodinamički sistem, prelazi izmanje verovatnog u više verovatno stanje.”

Definicija drugog zakonatermodinamike

Drugi zakon termodinamike glasi:Promena entropije izolovanog sistema uvek ili

veća ili jednaka nuli.

Izolovan sistem je sistem kod koga ne postojinikakva razmena energije sa okolinom. Promenaentropije izolovanog sistema ni u kom slučaju ne možebiti manja od nule.

Izolovani sistem sastoji se iz radne materije(supstance) i toplotnih rezervoara.

Drugi zakon termodinamike glasi:Promena entropije izolovanog sistema uvek ili

veća ili jednaka nuli.

Izolovan sistem je sistem kod koga ne postojinikakva razmena energije sa okolinom. Promenaentropije izolovanog sistema ni u kom slučaju ne možebiti manja od nule.

Izolovani sistem sastoji se iz radne materije(supstance) i toplotnih rezervoara.

Definicija drugog zakonatermodinamike

“Nemoguće je napraviti mašinu koja bipretvarala celokupnu, raspoloživu količinu toploteu mehanički rad, a da se pri tome, ne dešavajuneke promene na drugim telima koje okružuju tumašinu, tj. nemoguće je izraditi perpetuummobile – druge vrste, tj. mašinu koja bi kompletnukoličinu toplote u rad.”

“Nemoguće je napraviti mašinu koja bipretvarala celokupnu, raspoloživu količinu toploteu mehanički rad, a da se pri tome, ne dešavajuneke promene na drugim telima koje okružuju tumašinu, tj. nemoguće je izraditi perpetuummobile – druge vrste, tj. mašinu koja bi kompletnukoličinu toplote u rad.”

Analitička formulacija drugogzakona termodinamike za zatvoren

(izolovan) termodinamički sistem

T-s dijagram

Matematički izraz drugogzakona termodinamike

Klauzijusova (Clausius) jednačina –matematička formulacija drugog zakonatermodinamike za ravnotežne promene stanja.

Matematički izraz drugogzakona termodinamike

Osnovne promene stanja u T–sdijagramu

Promena stanja sadovođenjem toplote

Promene stanja sa odvođenjem toplote

Povratni i nepovratni procesi

Nepovratni procesi

Povratni procesi

Povratni i nepovratni procesi

Povratni procesi

Kod povratnog procesa sistem može da sevrati u početno stanje duž iste putanje.

Nepovratni procesi

Većina procesa u prirodi su nepovratniprocesi.

Povratni procesi

Kod povratnog procesa sistem može da sevrati u početno stanje duž iste putanje.

Nepovratni procesi

Većina procesa u prirodi su nepovratniprocesi.

Povratni Carnot-ov kružni ciklus

To

ss

12

34 Q= 0

p

v

T

s

T 1 2

34

Q= 0Q=0

To = const.

T= const.

To

ss

12

34 Q= 0

p

v

T

s

T 1 2

34

Q= 0Q=0

To = const.

T= const.