Entropie

Entropie hmoty

V předchozí diskusi jsme studovali několik konkrétních tvrzení druhého termodynamického zákona. Je třeba poznamenat, že tato konkrétní tvrzení mohou vysvětlit pouze určité nevratné procesy. Clausiovo tvrzení vysvětluje pouze přenos tepla a jeho vztah k principu fungování ledniček. Kelvinovo a Planckovo tvrzení se vztahují k principu fungování tepelných motorů . V podstatě se tato dvě tvrzení vztahují k přenosu tepla. Existuje mnoho dalších nevratných procesů, které nelze pomocí těchto dvou tvrzení vysvětlit.

Více informací

Chladicí stroj

Články o chladicích strojích

Lednička je tepelný stroj, který pracuje v obráceném směru. Tepelný stroj tedy odebírá teplo z oblasti s nízkou teplotou a odvádí ho do oblasti s vysokou teplotou. Aby k tomuto procesu došlo, musí motor vykonat práci. Teplo však přirozeně proudí pouze z oblasti s vysokou teplotou do oblasti s nízkou teplotou. Teplo nemůže samo proudit z oblasti s nízkou teplotou do oblasti s vysokou teplotou. To je v souladu s dříve diskutovaným Clausiovým tvrzením. Pro proces, který probíhá v lednici, lze předchozí Clausiovo tvrzení zapsat následovně:

Více informací

Cyklus Carnotova motoru

Článek o cyklu Carnotova motoru

Francouzský vědec Sadi Carnot (1796-1832) v roce 1824 teoreticky studoval ideální tepelný stroj, aby zjistil, jak zvýšit účinnost tepelného stroje. V té době ještě nebyl formulován první termodynamický zákon ani druhý termodynamický zákon. První zákon nebyl formulován, protože vědci ještě nevěděli, že teplo je energie. Poté, co Joule a jeho přátelé provedli experimenty ve 30. letech 19. století, vědci s jistotou věděli pouze to, že teplo je energie, která se přenáší v důsledku teplotních rozdílů. První termodynamický zákon byl tedy formulován po roce 1830. Sadi Carnot v roce 1824 teoreticky studoval ideální tepelný stroj. Jeho výzkum ve skutečnosti vedl ke zvýšení účinnosti parních strojů, které se v té době používaly. Většina parních strojů v té době byla méně účinná.

Více informací

Druhý termodynamický zákon

Článek o druhém termodynamickém zákonu

Všechny přirozeně probíhající procesy probíhají pouze jedním směrem, ale nemohou probíhat v opačném směru, běžně se označují jako nevratné procesy. Poté, co se mango uvolní ze stonku a volně spadne na zem, se už nikdy nepohne vzhůru. Kniha, kterou zatlačíme a pak se zastaví, se už nikdy nepohne zpět k nám. Pokud se dotkneme objektu s vysokou teplotou (horkým objektem) objektu s nízkou teplotou (studeným objektem), teplo přirozeně proudí z objektu s vysokou teplotou na objekt s nízkou teplotou. Nikdy nevidíme opačný proces, kdy se teplo přirozeně přesouvá ze studeného objektu na horký. Pokud by k tomuto procesu došlo, studený objekt by se ochladil, zatímco horký objekt by se zahřál. Ve skutečnosti to tak ale není. Existuje mnoho nevratných procesů, které se od sebe zdají být odlišné, ale všechny zahrnují změny ve formě energie a přenos energie z jednoho objektu na druhý.

Více informací

Aplikace prvního termodynamického zákona na několik termodynamických procesů

Článek o aplikaci prvního termodynamického zákona na několik termodynamických procesů

Dříve jsme probírali první termodynamický zákon a analyzovali práci vykonanou systémem. Tentokrát se podíváme na některé aplikace prvního termodynamického zákona ve čtyřech termodynamických procesech. Čtyři zmíněné termodynamické procesy jsou izotermický, izochorický, izobarický a adiabatický. Tyto termíny jsou odvozeny z řečtiny.

Izotermický proces (konstantní teplota)

Nejprve si zopakujme aplikaci prvního termodynamického zákona na izotermický proces. V izotermickém procesu se teplota systému udržuje konstantní. Systém, který teoreticky analyzujeme, je ideální plyn. Teplota ideálního plynu je přímo úměrná vnitřní energii ideálního plynu (U = 3/2 nRT). Protože T zůstává konstantní, zůstává konstantní i U. Proto při aplikaci na izotermický proces rovnice pro první termodynamický zákon vypadá takto:

Více informací

Zákon zachování energie

Článek o zákonu zachování energie

Formy energie

V našem každodenním životě existuje mnoho forem energie. V tématu práce a energie jsme se seznámili se dvěma formami mechanické energie: potenciální energií a kinetickou energií . Potenciální energie se skládá z několika typů, včetně gravitační energie, elastické energie a elektrické energie . Kinetická energie se skládá ze dvou typů: translační kinetické energie a rotační kinetické energie.

Lahodné, zralé mango má gravitační potenciální energii, protože visí na stonku. Totéž se děje, když jste v určité výšce nad zemí, například na střeše. Objekt má gravitační potenciální energii díky své poloze vzhledem k Zemi.

Více informací

První termodynamický zákon

První termodynamický zákon materiálu

Termodynamický proces

Teplo (Q) je energie, která se přenáší z jednoho objektu na druhý v důsledku teplotního rozdílu. Ve vztahu k systému a prostředí lze teplo považovat za energii, která se přenáší ze systému do prostředí, nebo za energii, která se přenáší z prostředí do systému v důsledku teplotního rozdílu. Pokud je teplota systému vyšší než teplota okolí, teplo bude proudit ze systému do okolí. Naopak, pokud je teplota okolí vyšší než teplota systému, teplo bude proudit z prostředí do systému.

Pokud teplo (Q) souvisí s přenosem energie v důsledku teplotního rozdílu, pak práce (W) souvisí s přenosem energie, ke kterému dochází mechanickými prostředky. Například pokud systém vykonává práci na okolním prostředí, pak se energie automaticky přesune ze systému do okolního prostředí. Naopak, pokud prostředí vykonává práci na systému, pak se energie přesune z prostředí do systému.

Více informací