القانون الثاني للديناميكا الحرارية

مقال حول القانون الثاني للديناميكا الحرارية

تحدث جميع العمليات الطبيعية في اتجاه واحد فقط، ولا يمكن أن تحدث في الاتجاه المعاكس، وتُسمى عادةً بالعمليات غير العكوسة. بعد إطلاقها من الساق و السقوط الحر عندما تسقط ثمرة مانجو على الأرض، فإنها لا تعود إلى مكانها. كذلك، فإن الكتاب الذي ندفعه ثم نتوقف لا يعود إلينا. إذا لمسنا جسمًا ساخنًا بجسم بارد، فإن الحرارة تنتقل بشكل طبيعي من الجسم الساخن إلى الجسم البارد. لا نرى أبدًا العملية العكسية، حيث تنتقل الحرارة من الجسم البارد إلى الجسم الساخن. لو حدثت هذه العملية، لأصبح الجسم البارد أبرد، والجسم الساخن أسخن. لكن في الواقع، ليس الأمر كذلك. هناك العديد من العمليات غير العكوسة التي تبدو مختلفة، لكنها جميعًا تنطوي على تغيرات في شكل الطاقة وانتقالها من جسم إلى آخر.

على سبيل المثال، يحدث زلزال قوي يتسبب في انهيار المباني (تنهار المباني نتيجة الطاقة التي تحملها موجات الزلزال). هل سبق لك أن رأيت أجزاء المبنى المنهار تعود لتتجمع وتقف منتصبة كما كانت؟ أو، على سبيل المثال، يسقط كوب على الأرض وينكسر... هل سبق لك أن رأيت شظايا الزجاج المتناثرة على الأرض تعود لتتجمع وتشكل كوبًا كاملًا كما كان؟ لم يحدث ذلك قط... وهناك أمثلة أخرى كثيرة.

لشرح العمليات الديناميكية الحرارية التي تحدث في اتجاه واحد فقط (العمليات غير العكوسة)، صاغ العلماء القانون الثاني للديناميكا الحرارية. يوضح هذا القانون العمليات التي يمكن أن تحدث في الكون والعمليات التي لا يمكن أن تحدث. وقد قام أحد العلماء، وهو ر. ج. إ. كلاوسيوس (1822-1888) أدلى بالبيان التالي:

تنتقل الحرارة من تلقاء نفسها من جسم ذي درجة حرارة عالية إلى جسم ذي درجة حرارة منخفضة؛ ولن تنتقل الحرارة من تلقاء نفسها من جسم ذي درجة حرارة منخفضة إلى جسم ذي درجة حرارة عالية (القانون الثاني للديناميكا الحرارية - بيان كلاوزيوس).

يُعدّ بيان كلاوزيوس صيغةً خاصةً للقانون الثاني للديناميكا الحرارية. ويُسمى صيغةً خاصةً لأنه ينطبق على عملية واحدة فقط، وهي انتقال الحرارة. ولأن هذا البيان لا يشمل عمليات أخرى، فنحن بحاجة إلى صيغة أكثر عمومية. وقد استند تطوير الصيغة العامة للقانون الثاني للديناميكا الحرارية جزئيًا إلى دراسة المحركات الحرارية. لذلك، سنتناول المحركات الحرارية أولًا.

محرك حراري

يأتي جزء كبير من الطاقة التي نستخدمها من الطاقة الكيميائية الكامنة في البترول والغاز والفحم. لا يمكن استخدام هذه الطاقة الكيميائية الكامنة في البترول أو الغاز أو الفحم بشكل مباشر، بل يجب حرقها أولاً. عادةً، ينتج عن حرق الوقود الأحفوري (البترول والغاز والفحم) حرارة. يمكن استخدام هذه الحرارة مباشرةً لطهي الطعام وتدفئة الغرفة. لتحريك أي شيء (مثلاً، لتحريك مركبة)، يجب تحويل الحرارة إلى طاقة حركية أو طاقة ميكانيكية (الطاقة الميكانيكية = طاقة كامنة + طاقة حركية). تحويل الطاقة الميكانيكية إلى حرارة أمر سهل للغاية، لكن تحويل الحرارة إلى طاقة ميكانيكية أمر صعب. جرب فرك راحتي يديك معًا... ستشعر بسخونتهما، أليس كذلك؟ عندما نفرك راحتي أيدينا (نبذل شغلاً)، تتحول الطاقة الميكانيكية إلى حرارة. هذه العملية سهلة للغاية... حتى أنه يمكن إنتاج كمية لا نهائية من الحرارة ببذل شغل. لكن العملية العكسية، أي استخدام الحرارة لبذل شغل، صعبة.

لم يُخترع جهازٌ يُستخدم لتسخير الحرارة لأداء العمل إلا في عام 1700، وهو المحرك البخاري. استُخدمت المحركات البخارية في البداية لضخ المياه من مناجم الفحم. ومن الجدير بالذكر أن أول استخدام للمحركات البخارية كان قبل أن يدرك العلماء أن الحرارة هي في الواقع طاقة تنتقل نتيجةً لاختلافات درجات الحرارة (إذ لم يكن القانون الأول للديناميكا الحرارية قد صيغ بعد).

كان استخدام المحركات البخارية في ذلك الوقت على الأرجح مبنياً على تجارب يومية أثبتت قدرة البخار على تحريك الأشياء. تُصنف المحركات البخارية ضمن المحركات الحرارية (المحرك الحراري هو جهاز لتحويل الحرارة إلى طاقة ميكانيكية). أما اليوم، فتُستخدم المحركات البخارية لتوليد الطاقة الكهربائية. وتُعدّ المحركات الحرارية الحديثة محركات احتراق داخلي (محركات السيارات، محركات الدراجات النارية، إلخ).

تعتمد الفكرة الأساسية لاستخدام المحرك الحراري على تحويل الحرارة إلى طاقة ميكانيكية فقط عند السماح لها بالتدفق من منطقة ذات درجة حرارة عالية إلى منطقة ذات درجة حرارة منخفضة. خلال هذه العملية، يتحول جزء من الحرارة إلى طاقة ميكانيكية (يُستخدم جزء منها لأداء شغل)، بينما يُطرد جزء آخر إلى المنطقة ذات درجة الحرارة المنخفضة. يوضح الرسم التخطيطي عملية تحويل الطاقة ونقلها في المحرك الحراري.

درجة حرارة عالية (T_H) ودرجة حرارة منخفضة (T_Lتُسمى أيضًا درجة حرارة تشغيل المحرك. ويُرمز للحرارة المتدفقة من مكان ذي درجة حرارة عالية بالرمز Q._Hبينما يُرمز للحرارة المنبعثة إلى مكان ذي درجة حرارة منخفضة بالرمز Q_L. عند انتقالها من مكان ذي درجة حرارة عالية إلى مكان ذي درجة حرارة منخفضة، فإن كمية معينة من Q_H يتم تحويلها إلى طاقة ميكانيكية (تُستخدم لأداء شغل)، ويتم إطلاق جزء منها على شكل Q_Lفي الحقيقة، نأمل حقًا أن يكون كل شيء على ما يرام._H يمكن تحويلها إلى واط، لكن التجربة اليومية تُظهر أن هذا مستحيل. هناك دائمًا فقدان لبعض الحرارة. وبالتالي، بناءً على قانون حفظ الطاقة، يمكن استنتاج أن Q_H = و + س_L.

لنستعرض الآن محركًا حراريًا شائع الاستخدام لتحويل الحرارة إلى طاقة ميكانيكية. من المهم ملاحظة أننا نقتصر على المحركات الحرارية التي تؤدي عملًا مستمرًا. لكي يُؤدى العمل باستمرار، يجب أن تتدفق الحرارة باستمرار من منطقة ذات درجة حرارة عالية إلى منطقة ذات درجة حرارة منخفضة. إذا تدفقت الحرارة مرة واحدة فقط، فإن العمل الذي يؤديه المحرك الحراري سيُنجز مرة واحدة فقط أيضًا (ستكون الطاقة الميكانيكية المنتجة ضئيلة جدًا). ​​لذلك، لا يمكن الاستفادة من المحرك الحراري على النحو الأمثل. يمكن الاستفادة من المحرك الحراري على النحو الأمثل إذا كان يؤدي عملًا مستمرًا. بعبارة أخرى، تكون الطاقة الميكانيكية التي ينتجها المحرك الحراري كافية لتحريك جسم ما.

محرك بخاري

تستخدم المحركات البخارية بخار الماء كوسيط لنقل الحرارة. ويُشار إلى البخار بأنه المادة العاملة في المحرك البخاري. يوجد نوعان من المحركات البخارية: المحركات البخارية الترددية والمحركات البخارية التوربينية. تختلف تصاميمها قليلاً، لكن كلا النوعين يشتركان في خصائص متشابهة: استخدام البخار المُسخّن عن طريق حرق النفط أو الغاز أو الفحم أو الطاقة النووية.

محرك بخاري ترددي

يُسخّن الماء في وعاء عادةً تحت ضغط عالٍ. وبسبب هذا التسخين، تحدث عملية الغليان عند درجة حرارة عالية. تتناسب درجة الحرارة طرديًا مع الضغط، فكلما ارتفعت درجة حرارة البخار، زاد ضغط البخار. يتحرك هذا البخار ذو درجة الحرارة أو الضغط العاليين عبر صمام المدخل ويتمدد باتجاه المكبس. ومع تمدده، يدفع البخار المكبس، مما يؤدي إلى تحركه نحو اليمين.

يتحول جزء من حرارة البخار إلى طاقة حركية. عندما يتحرك المكبس إلى اليمين، تدور العجلة المتصلة به (1). بعد نصف دورة، تدفع العجلة المكبس إلى موضعه الأصلي (2). عندما يتحرك المكبس إلى اليسار، يُغلق صمام المدخل تلقائيًا، بينما يُفتح صمام العادم تلقائيًا. يتكثف البخار في المكثف، متحولًا إلى ندى. بعد ذلك، يُضخ الماء الموجود في المكثف عائدًا إلى الوعاء ليُغلى مرة أخرى. وهكذا دواليك... نظرًا لتكرار هذه العملية، يتحرك المكبس يمينًا ويسارًا باستمرار. وبسبب هذه الحركة المستمرة، تدور العجلة أيضًا باستمرار. ويُستخدم دوران العجلة عادةً لتحريك الأشياء.

توربين بخاري

مبدأ عمل التوربين البخاري مشابهٌ أساسًا لمبدأ عمل المحرك البخاري الترددي. الفرق يكمن في أن المحرك البخاري الترددي يستخدم مكبسًا، بينما يستخدم التوربين البخاري توربينًا. في المحرك البخاري الترددي، تتحول الحرارة أولًا إلى طاقة حركية انتقالية للمكبس، ثم تتحول هذه الطاقة الحركية الانتقالية إلى طاقة حركية دورانية للعجلة الدوارة. أما في التوربين البخاري، فتتحول الحرارة مباشرةً إلى طاقة حركية دورانية للتوربين. يدور التوربين نتيجةً لاختلاف الضغط، حيث تكون درجة حرارة البخار فوق الشفرة أعلى بكثير من درجة حرارته أسفلها. الشفرة عبارة عن صفيحة رقيقة تقع في مركز التوربين. تتناسب درجة الحرارة طرديًا مع الضغط، ولأن درجة حرارة البخار فوق الشفرة أعلى من درجة حرارته أسفلها، فإن ضغط البخار فوق الشفرة يكون أكبر من ضغطه أسفلها. يؤدي فرق الضغط هذا إلى دفع البخار للشفرة إلى الأسفل، مما يتسبب في دوران التوربين. يوضح الشكل اتجاه دوران التوربين.

من المهم ملاحظة أن مبدأ عمل المحرك البخاري يعتمد على مخطط نقل الطاقة الموضح أعلاه. في هذه الحالة، يمكن توليد الطاقة الميكانيكية عن طريق السماح للحرارة بالتدفق من جسم أو موقع ذي درجة حرارة عالية إلى جسم أو موقع ذي درجة حرارة منخفضة. لذا، يُعدّ فرق درجة الحرارة أساسيًا في المحرك البخاري.

إذا دققت النظر في آلية عمل محرك البخار الترددي، ستلاحظ أن المكبس يتحرك يمينًا ويسارًا حتى في غياب فرق في درجة الحرارة (لعدم وجود مكثف أو مضخة). يتحرك المكبس يمينًا نتيجة لتمدد البخار ذي درجة الحرارة أو الضغط العاليين. في هذه الحالة، يتحول جزء من حرارة البخار إلى طاقة حركية انتقالية للمكبس. ثم تتحول هذه الطاقة الحركية الانتقالية للمكبس إلى طاقة حركية دورانية للعجلة الدوارة. بعد إتمام نصف دورة، تدفع العجلة المكبس إلى اليسار. وعندما تدفع العجلة المكبس إلى اليسار، تتحول الطاقة الحركية الدورانية للعجلة مرة أخرى إلى طاقة حركية انتقالية للمكبس. ومع تحرك المكبس إلى اليسار، يدفع البخار إلى الخارج من الأسطوانة، وفي الوقت نفسه، يُفتح صمام العادم.

وبالتالي، سيدفع البخار المدفوع بواسطة المكبس زميله أسفل صمام العادم. الآن، إذا تساوت درجة حرارة البخار أسفل صمام العادم مع درجة حرارة البخار المدفوع بواسطة المكبس، فإن كل الطاقة الحركية الانتقالية للمكبس ستتحول إلى طاقة داخلية للبخار. الطاقة الداخلية تتناسب طرديًا مع درجة الحرارة. فإذا زادت الطاقة الداخلية للبخار، زادت درجة حرارته. درجة الحرارة تتناسب طرديًا مع الضغط. فإذا زادت درجة حرارة البخار، زاد ضغطه أيضًا. وهكذا، فإن ضغط البخار الخارج من صمام العادم يساوي ضغط البخار الداخل من صمام المدخل. سيستمر المكبس في الحركة يمينًا ويسارًا باستمرار، ولكن لن تكون هناك طاقة حركية كلية قابلة للاستخدام (لن يتم إنتاج شغل كلي). لذلك، فإن الطاقة الحركية التي اكتسبها المكبس أثناء عملية التمدد (تحرك المكبس إلى اليمين) ستعود إلى البخار أثناء عملية الانضغاط (تحرك المكبس إلى اليسار).

يُستنتج أن فرق درجة الحرارة في المحرك البخاري لا يزال ضروريًا. ويمكن تحقيق هذا الفرق باستخدام مكثف. فعندما تكون درجة حرارة وضغط البخار أسفل صمام العادم أقل بكثير من درجة حرارة وضغط البخار داخل الأسطوانة، فعندما يتحرك المكبس للخلف إلى اليسار، يكون مقدار الضغط الذي يمارسه المكبس على البخار أقل بكثير من مقدار الضغط الذي يمارسه البخار على المكبس عندما يتحرك المكبس إلى اليمين. بعبارة أخرى، يكون مقدار الشغل الذي يبذله المكبس على البخار أقل بكثير من مقدار الشغل الذي يبذله البخار على المكبس. لذا، لا يعود إلى البخار إلا جزء صغير من الطاقة الحركية للمكبس. وبالتالي، ستكون هناك طاقة حركية كلية أو شغل كلي. تُستخدم هذه الطاقة الحركية الكلية لتحريك الجسم.

محرك الاحتراق الداخلي

تُعدّ محركات الدراجات النارية والسيارات أمثلة على محركات الاحتراق الداخلي. سُمّيت محركات الاحتراق الداخلي لأن عملية الاحتراق تحدث داخل أسطوانة مغلقة. وتُعتبر محركات الاحتراق الداخلي نتاجًا هندسيًا يعتمد على مفهوم الانضغاط والتمدد الأديباتي، كما هو موضح في الموضوع السابق. القانون الأول للديناميكا الحرارية.

سنقتصر في حديثنا على محركات الاحتراق الداخلي التي تستخدم البنزين والديزل كوقود. البنزين والديزل من مشتقات البترول، وبالتالي يمتلكان طاقة كامنة كيميائية. تتحول هذه الطاقة الكامنة الكيميائية في البنزين والديزل أولًا إلى حرارة من خلال عملية الاحتراق. ثم تتحول الحرارة الناتجة عن الاحتراق إلى طاقة ميكانيكية. هذه الطاقة الميكانيكية هي ما يسمح للدراجة النارية أو السيارة بالحركة. تُسمى الدورة في محرك البنزين بدورة أوتو، بينما تُسمى الدورة في محرك الديزل بدورة الديزل. الدورة هي عملية ديناميكية حرارية قابلة للانعكاس. لنبدأ بمناقشة دورة أوتو.

دورة أوتو

هذا رسم تخطيطي لمحرك احتراق داخلي رباعي الأشواط. يتدفق خليط من الهواء وبخار البنزين من المكربن ​​إلى الأسطوانة مع تحرك المكبس للأسفل (شوط السحب). ثم يُضغط خليط الهواء وبخار البنزين في الأسطوانة ضغطًا أديباتيًا مع تحرك المكبس للأعلى (شوط الضغط). وبسبب هذا الضغط الأديباتي، ترتفع درجة حرارة الخليط وضغطه. في الوقت نفسه، تُشعل شمعة الإشعال الخليط. ومع احتراقه، ترتفع درجة حرارة الغاز وضغطه. يتمدد الغاز ذو درجة الحرارة والضغط العاليين على المكبس، دافعًا إياه للأسفل (شوط التمدد). ثم يُطلق الغاز المحترق عبر صمام العادم ويتجه نحو أنبوب العادم (شوط العادم). يُفتح صمام السحب مرة أخرى، وتتكرر الأشواط الأربعة.

من المهم ملاحظة أن الغرض من شوط الضغط الأديباتي هو زيادة درجة حرارة وضغط خليط بخار الهواء والبنزين. ينتج عن الاحتراق تحت ضغط عالٍ درجات حرارة وضغوطًا مرتفعة للغاية. ونتيجة لذلك، تكون قوة الدفع (F = PA) المتولدة أثناء عملية التمدد كبيرة جدًا، مما يجعل محرك الدراجة النارية أو السيارة أكثر قوة. حتى بدون ضغط، يمكن أن يشتعل خليط بخار الهواء والبنزين عند إطلاق شمعة الإشعال شرارة. ومع ذلك، فإن درجة حرارة وضغط الغاز المحترق ليسا مرتفعين جدًا، لذا تكون قوة الدفع الناتجة صغيرة أيضًا، وبالتالي يصبح المحرك أقل قوة.

يمكن شرح عملية تحويل الطاقة ونقلها في محرك الاحتراق الداخلي رباعي الأشواط كما يلي: أثناء الاحتراق، تتحول الطاقة الكيميائية الكامنة في البنزين والطاقة الموجودة في الهواء إلى حرارة. يتحول جزء من هذه الحرارة إلى طاقة ميكانيكية في ذراع المكبس وعمود المرفق، بينما يُطلق جزء آخر عبر أنبوب العادم. تُحوّل معظم الطاقة الميكانيكية في ذراع المكبس وعمود المرفق إلى طاقة ميكانيكية في المركبة (لتحريكها)، بينما يتحول جزء صغير منها إلى حرارة. تتولد الحرارة نتيجة الاحتكاك.

يمكن توضيح عملية التمدد والانضغاط الأديباتية في دورة أوتو بالرسم البياني أدناه. يوضح هذا الرسم نموذجًا مثاليًا للعمليات الديناميكية الحرارية التي تحدث في محرك احتراق داخلي يعمل بالبنزين.

يدخل مزيج من الهواء وبخار البنزين إلى الأسطوانة (أ). ثم يُضغط هذا المزيج ضغطًا أديباتيًا (أ-ب). لاحظ انخفاض حجم الأسطوانة. يُسخّن المزيج عند حجم ثابت، فيحترق (ب-ج). يتمدد الغاز المحترق تمددًا أديباتيًا (ج-د). يُبرّد عند حجم ثابت، فيُصرّف الغاز المحترق إلى أنبوب العادم، ويدخل مزيج جديد من الهواء وبخار البنزين إلى الأسطوانة (د-أ).

يدخل مزيج من الهواء وبخار البنزين إلى الأسطوانة (أ). ثم يُضغط هذا المزيج ضغطًا أديباتيًا (أ-ب). لاحظ انخفاض حجم الأسطوانة. يُسخّن المزيج عند حجم ثابت، فيحترق (ب-ج). يتمدد الغاز المحترق تمددًا أديباتيًا (ج-د). يُبرّد عند حجم ثابت، فيُصرّف الغاز المحترق إلى أنبوب العادم، ويدخل مزيج جديد من الهواء وبخار البنزين إلى الأسطوانة (د-أ).

دورة الديزل

مبدأ عمل محرك الديزل مشابه لمبدأ عمل محرك البنزين. يكمن الاختلاف في خطوة الضغط الأديباتي الأولية (الضغط الأديباتي هو ضغط يتم بسرعة فائقة بحيث لا يتوفر وقت كافٍ لتدفق الحرارة إلى داخل أو خارج النظام، وهو في هذه الحالة أسطوانة). فبينما يُضغط في محرك البنزين خليط من الهواء وبخار البنزين، يُضغط الهواء فقط في محرك الديزل. يؤدي الضغط الأديباتي إلى ارتفاع درجة حرارة الهواء وضغطه. بعد ذلك، يقوم الحاقن برش الديزل. ولأن درجة حرارة الهواء وضغطه مرتفعان للغاية، يشتعل الديزل فور رشه في الأسطوانة، دون الحاجة إلى شمعات احتراق. لاحظ قيمة الضغط الموضحة في الرسم البياني أدناه. Bقارن ذلك بمقدار الضغط الموضح في مخطط دورة أوتو.

يوضح هذا الرسم التخطيطي دورة ديزل مثالية. في البداية، يتم ضغط الهواء بشكل أديباتي (أ-ب)، ثم يتم تسخينه عند ضغط ثابت - يقوم الحاقن برش الديزل ويحدث الاحتراق (ب-ج)، ويخضع الغاز المحترق لتمدد أديباتي (ج-د)، ويبرد عند حجم ثابت - يتم طرد الغاز المحترق من خلال أنبوب العادم ويدخل الهواء النقي إلى الأسطوانة (د-أ).

بناءً على الشرح أعلاه، يمكن استنتاج أن لكل محرك حراري مادة عاملة محددة. فالمادة العاملة في محرك البخار هي الماء، وفي محرك البنزين هي الهواء وبخار البنزين، وفي محرك الديزل هي الهواء ووقود الديزل. وعادةً ما تمتص المادة العاملة الحرارة عند درجة حرارة عالية (Q)._H)، ثم القيام بعمل (W)، ثم إطلاق الحرارة المتبقية عند درجة حرارة أقل (Q_Lوبما أن الطاقة محفوظة، فإن Q_H = و + س_L.

كفاءة المحرك الحراري

كفاءة (e) المحرك الحراري هي النسبة بين العمل (W) الذي يقوم به المحرك والحرارة المدخلة عند درجة حرارة عالية (Q)._Hرياضياً، يمكن كتابتها على النحو التالي:

يمثل W الربح الذي نحصل عليه، بينما يمثل Q الربح الذي نحصل عليه._H التكلفة التي نتكبدها لشراء الوقود وحرقه. وبصفتنا بشرًا نسعى دائمًا لتحقيق أكبر ربح ممكن بأقل تكلفة ممكنة، فإننا نأمل حقًا أن يكون الربح الذي نحصل عليه (W) متناسبًا مع التكلفة التي نتكبدها (QH). هل هذا ممكن؟

استنادًا إلى قانون حفظ الطاقة، فإن كمية الحرارة المدخلة (Q)_Hيجب أن يكون مساوياً للشغل (W) المبذول + الحرارة المنبعثة (Q)._Lرياضياً:

إذا أردت التعبير عن كفاءة محرك حراري كنسبة مئوية، فما عليك سوى ضرب معادلة الكفاءة في 100%. بناءً على معادلة الكفاءة المذكورة أعلاه، كلما زادت كمية الحرارة المطرودة (Q)، زادت كمية الحرارة المطرودة (Q)._Lكلما زادت كمية الحرارة التي يمتصها المحرك الحراري، قلت كفاءة المحرك. نريد حقًا معرفة كمية الحرارة المنبعثة (Q)._L) بأقل قدر ممكن. ومع ذلك، فإن مدخلات الحرارة (Q)_Hيتم الحصول عليه عادة عن طريق حرق النفط والفحم والغاز وما إلى ذلك (الوقود الذي ندفع ثمنه).

لذا، يُصمَّم كل محرك حراري أساسًا ليكون بأعلى كفاءة ممكنة. ورغم رغبتنا في تحقيق أقصى فائدة بأقل تكلفة ممكنة، إلا أن الواقع يُشير إلى أن كفاءة محركات البخار تبلغ عادةً حوالي 40%، بينما تبلغ كفاءة محركات الاحتراق الداخلي حوالي 50%. وهذا يعني أن نصف الحرارة الناتجة عن احتراق الوقود تُهدر، ولا يُحوَّل منها إلى طاقة ميكانيكية إلا النصف الآخر.

مثال على السؤال 1:

يمتص محرك حراري 3000 جول من الحرارة (Q_H، حيث يقوم ببذل شغل (واط) ويطلق 2500 جول من الحرارة (Q)_Lما هي كفاءة المحرك الحراري؟

مناقشة

مثال على السؤال 2:

يمتص محرك حراري 3000 جول من الحرارة (Q_H، حيث يقوم ببذل شغل (واط) ويطلق 2000 جول من الحرارة (Q)_Lما هي كفاءة المحرك الحراري؟

مناقشة

مثال على السؤال 3:

يمتص محرك حراري 3000 جول من الحرارة (Q_H، حيث يقوم ببذل شغل (واط) ويطلق 1500 جول من الحرارة (Q)_Lما هي كفاءة المحرك الحراري؟

مناقشة