ሁለተኛው የቴርሞዳይናሚክስ ሕግ

የማይቀለበስ የቴርሞዳይናሚክስ ሂደቶችን ለማብራራት፣ ሳይንቲስቶች ሁለተኛውን የቴርሞዳይናሚክስ ሕግ ቀየሱ። ሁለተኛው የቴርሞዳይናሚክስ ሕግ በአጽናፈ ዓለም ውስጥ ምን ሂደቶች ሊከሰቱ እንደሚችሉ እና ምን ሂደቶች ሊከሰቱ እንደማይችሉ ያብራራል። RJE Clausius (1822-1888) የተባለ አንድ ሳይንቲስት የሚከተለውን መግለጫ ሰጥቷል፡

በተፈጥሮው፣ ሙቀት ከከፍተኛ ሙቀት ነገሮች ወደ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ነገሮች ይንቀሳቀሳል፤ በተፈጥሮው፣ ሙቀት ከዝቅተኛ የሙቀት መጠን ነገሮች ወደ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ነገሮች አይሄድም (ሁለተኛው የቴርሞዳይናሚክስ ህግ - የክላውሲየስ መግለጫ)።

የክላውሲየስ መግለጫ የሁለተኛው የቴርሞዳይናሚክስ ሕግ ልዩ መግለጫዎች አንዱ ነው። ልዩ መግለጫ ተብሎ የሚጠራው ከሙቀት ማስተላለፍ ጋር በተያያዘ ለአንድ ሂደት ብቻ ስለሚተገበር ነው። ይህ መግለጫ ከሌሎች ሂደቶች ጋር የተያያዘ ስላልሆነ፣ የበለጠ አጠቃላይ መግለጫ ያስፈልገናል። የሁለተኛው የቴርሞዳይናሚክስ ሕግ አጠቃላይ መግለጫ ማዘጋጀት በሙቀት ሞተሮች ጥናት ላይ የተመሠረተ ነው። ስለዚህ፣ በመጀመሪያ ስለ ሞተር ሙቀት እንወያያለን።

የሙቀት ሞተር

የምንጠቀምበት አብዛኛው ኃይል የሚመጣው በፔትሮሊየም፣ በጋዝ፣ በከሰል ውስጥ ካለው የኬሚካል እምቅ ኃይል ነው። በቀጥታ ጥቅም ላይ እንዲውል የተተገበረው የኬሚካል እምቅ ኃይል መጀመሪያ መቃጠል አለበት። ብዙውን ጊዜ የቅሪተ አካል ነዳጆችን (ዘይት፣ ጋዝ እና የድንጋይ ከሰል) ማቃጠል ሙቀትን ያመነጫል። ሙቀት ምግብ ለማብሰል፣ ክፍልን ለማሞቅ በቀጥታ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል። የሆነ ነገር ለማንቀሳቀስ (እንደ ተሽከርካሪ ማንቀሳቀስ ያሉ) ሙቀትን ወደ ኪኔቲክ ኢነርጂ ወይም ሜካኒካል ኢነርጂ መቀየር አለብን (ሜካኒካል ኢነርጂ = እምቅ ኢነርጂ + ኪኔቲክ ኢነርጂ)።

ተመልከት የበርኑሊስ መርህ እና የበርኑሊስ እኩልታ አተገባበር

ሙቀትን ለሥራ የሚያገለግል መሣሪያ በ1700 ተገኘ። የእንፋሎት ሞተር ነበር። የእንፋሎት ሞተሩ ለመጀመሪያ ጊዜ ከድንጋይ ከሰል ማዕድን ማውጫ ውሃ ለማውጣት ያገለግል ነበር።

የእንፋሎት ሞተሮችን መጠቀም እንፋሎት ነገሮችን ማንቀሳቀስ ስለሚችል ነው። የእንፋሎት ሞተሮች የሙቀት ሞተርን ያካትታሉ (የሙቀት ሞተር ሙቀትን ወደ ሜካኒካል ኃይል ለመቀየር መሳሪያ ነው)። አሁን የእንፋሎት ሞተሩ የኤሌክትሪክ ኃይል ለማመንጨት ጥቅም ላይ ይውላል። ዘመናዊ የሙቀት ሞተሮች እንደ የመኪና ሞተሮች፣ የሞተር ሳይክል ሞተሮች፣ ወዘተ ያሉ ውስጣዊ የማቃጠያ ሞተሮች ናቸው።

ሁለተኛው የቴርሞዳይናሚክስ ሕግ 1 የሙቀት ሞተሮችን አጠቃቀም መሰረታዊ ሀሳብ ሙቀት ከከፍተኛ ሙቀት ወደ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን እንዲፈስ ከተፈቀደ ማሞቂያ ወደ ሜካኒካል ኃይል ሊለወጥ እንደሚችል ነው። በዚህ ሂደት ውስጥ የተወሰነ ሙቀት ወደ ሜካኒካል ኃይል ይቀየራል (አንዳንድ ሙቀት ስራውን ለመስራት ጥቅም ላይ ይውላል)፣ የተወሰነ ሙቀት ደግሞ በዝቅተኛ የሙቀት ቦታዎች ይለቀቃል። በሙቀት ሞተሩ ውስጥ የኃይል እና የኃይል ዝውውር ቅርፅ የመቀየር ሂደት ይህንን ንድፍ ይመስላል።

ከፍተኛ ሙቀት (ቲ)_H) እና ዝቅተኛ የሙቀት መጠን (ቲ)_L) የማሽን ኦፕሬቲንግ ሙቀት ይባላሉ። Q_H ከከፍተኛ ሙቀት የሚወጣው ሙቀት ሲሆን Q ደግሞ_L ወደ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን የሚፈሰው ሙቀት ነው። ከከፍተኛ የሙቀት መጠን ወደ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ሲፈስ፣ የተወሰነ ሙቀት ወደ ሜካኒካል ኃይል ይቀየራል (ለመሥራት የሚያገለግል)፣ የተወሰነ ሙቀት ደግሞ እንደ Q ይጣላል።_Lሁሉም ሙቀት ወደ ሥራ ሊለወጥ አይችልም (W)፣ የሚለቀቅ ሙቀት ሁልጊዜም አለ (Q)_L) ስለዚህ፣ በኢነርጂ ጥበቃ ላይ በመመስረት፣ Q_H= ወ + ጥ_L.

ተመልከት የኤሌክትሪክ ፍሰት

የእንፋሎት ሞተሮችን እና የውስጥ ማቃጠያ ሞተሮችን ጨምሮ በርካታ የሙቀት ሞተሮች አሉ።

የእንፋሎት ሞተር

የእንፋሎት ሞተሮች የውሃ ትነት እንደ ሙቀት ማስተላለፊያ መካከለኛ ይጠቀማሉ። እንፋሎት የሚሰራ ፈሳሽ ነው። ሁለት አይነት የእንፋሎት ሞተሮች አሉ፤ እነሱም ተለዋጭ የእንፋሎት ሞተሮች እና ተርባይን የእንፋሎት ሞተሮች ናቸው። የዚህ ሞተር ዲዛይን የተለየ ነው፣ ነገር ግን እነዚህ ሁለት አይነት የእንፋሎት ሞተሮች ዘይት፣ ጋዝ፣ የድንጋይ ከሰል ወይም የኑክሌር ኃይልን በመጠቀም የሚሞቅ እንፋሎት ይጠቀማሉ።

የውስጥ ማቃጠያ ሞተሮች

የሞተር ሳይክል ሞተሮች እና የመኪና ሞተሮች የውስጥ ማቃጠያ ሞተሮች ምሳሌዎች ናቸው። የቃጠሎ ሂደት በተዘጉ ሲሊንደሮች ውስጥ ስለሚከሰት ውስጣዊ ማቃጠያ ሞተር ይባላል። የውስጥ ማቃጠያ ሞተር መኖር የአዲያባቲክ መጭመቂያ እና መስፋፋት የምህንድስና ፅንሰ-ሀሳብ ውጤት ነው።

የሙቀት ሞተር ቅልጥፍና

የሙቀት ሞተር (e) ውጤታማነት ማሽኑ በከፍተኛ ሙቀት (Q) የሙቀት ግብዓት ባለው የሙቀት ግብዓት (W) መካከል ያለው ንፅፅር ነው።_H).

ተመልከት አርቆ ማየት፤ የቅርብ እይታ፤ የዓይን መነፅር

ሁለተኛው የቴርሞዳይናሚክስ ሕግ 2

W የተገኘ ትርፍ ሲሆን Q ደግሞ_H ነዳጅ ለመግዛትና ለማቃጠል የሚወጣው ወጪ ነው። ሁልጊዜ ከፍተኛውን ትርፍ እና አነስተኛውን ወጪ ለማግኘት የምንፈልግ የሰው ልጅ እንደመሆናችን መጠን፣ የጨመረው ትርፍ (W) ከምናወጣው ወጪ ጋር ተመጣጣኝ እንደሚሆን ተስፋ እናደርጋለን (Q)_H) ሊሆን ይችላል?

በኢነርጂ ጥበቃ ላይ የተመሠረተ፣ ሙቀት (Q)_H) ከስራ (W) + ከተለቀቀው ሙቀት (Q) ጋር እኩል መሆን አለበት_L).

ሁለተኛው የቴርሞዳይናሚክስ ሕግ 3 በእኩልታ 1 ውስጥ Wን ከW ጋር በእኩልታ 2 ውስጥ ይተኩ