Otrais termodinamikas likums

Otrais termodinamikas likums ir termodinamikas princips, kas nosaka ierobežojumus siltuma pārejai no viena ķermeņa uz citu. Otrais termodinamikas likums papildina pirmo termodinamikas likumu, tā kā pirmajā termodinamikas likumā no visiem torētiski iespējamajiem procesiem nav pilnībā nošķirti procesi, kas saskan ar enerģijas nezūdamības likumu. ^[1] Otro termodinamikas likumu sauc par otro termodinamikas sākumu, tāpat kā pirmo termodinamikas likumu sauc par pirmo termodinamikas sākumu, jo termodinamika balstās tieši uz šiem diviem likumiem. ^[2]

Otrais termodinamikas likums ļauj izveidot temperatūras skalu, kuru neietekmē neatbilstības, izvēloties temperatūras mērvienības un mērierīces, noteikt lietderības koeficientu, noformulēt termodinamiskā līdzsvara kritērijus.

Pastāv vairāki šī likuma formulējumi, kas visi ir līdzvērtīgi. Precīzi to 1850. gadā formulēja vācu zinātnieks Rūdolfs Klauziuss. Viņa formulējums ir:

“

Siltuma daudzums pats no sevis nekad nepāriet no aukstāka ķermeņa uz karstāku ķermeni jeb nav iespējams siltuma dzinējs, kurš visu no sildītāja saņemto siltumu varētu pārvērst darbā.

”

Otrā termodinamikas likuma dažādi formulējumi

Pastāv vairāki otrā termodinamikas likuma formulējumi, starp kuriem daži ir: "Nav iespējams process, kura vienīgais rezultāts būtu siltuma pārvēršana darbā", "Nav iespējams pārvērst siltumu darbā bez kompensācijas", "Otrā veida mūžīgais dzinējs nav iespējams", "Entropija ir viennozīmīga stāvokļa funkcija", "Siltummašīnas lietderības koeficients nav atkarīgs no darba ķermeņa īpašībām, bet gan no galējām temperatūrām, starp kurām siltummašīna strādā".

Pirmā termodinamikas likuma aprakstīšanai pietiek ar diviem ķermeņiem: viens ķermenis zaudē enerģiju, otrs enerģiju iegūst. Otrā termodinamikas likuma aprakstīšanai nepieciešami vismaz trīs ķermeņi — viens, kurš nodod otram enerģiju siltuma veidā, un trešais, kurš no otrā saņem enerģiju darba veidā —, taču, ja vajadzīgs, lai procesa beigās otrais jeb darba ķermenis atgūtu savu sākotnējo stāvokli, nepieciešams vēl arī ceturtais ķermenis jeb dzesētājs.

Vienā no otrā termodinamikas likuma formulējumiem sastopams kompensācijas jēdziens. Termodinamikā kompensācija ir darba ķermeņa (pirmā veida kompensācija) vai citu procesā iekļauto ķermeņu (otrā veida kompensācija) termodinamiskā stāvokļa izmaiņa, pārvēršot siltumu darbā. Pirmā veida kompensācijas piemērs ir ideālas gāzes izotermiska izplešanās — gāze maina savu tilpumu, pārvēršot siltumu darbā. Otrā veida kompensācijas piemērs ir siltumdzinējs — darba ķermenis izplešas un periodiski nokļūst sākumstāvoklī, mainoties dzesētāja stāvoklim. ^[2]

Lietderības koeficients

Lietderības koeficients $\eta$ jebkuram atgriezeniskam procesam tiek aprēķināts pēc formulas

$\eta ={\frac {Q-Q_{0}}{Q}}={\frac {T-T_{0}}{T}}$ , kur $Q$ ir no siltumavota saņemtā siltuma daudzums, $Q_{0}$ ir dzesētājam atdotā siltuma daudzums, $T$ ir siltumavota absolūtā temperatūra, $T_{0}$ ir dzesētāja absolūtā temperatūra.^[2]

Atsauces

↑ V. Fļorovs, I. Kolangs, P. Puķītis, E. Šilters, E. Vainovskis. Fizikas rokasgrāmata. Zvaigzne, 1985. 101. lpp.
↑ ^2,0 ^2,1 ^2,2 «К. А. Путилов. Термодинамика. 1971».

Skatīt arī

Ārējās saites

Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (krieviski)

[1] V. Fļorovs, I. Kolangs, P. Puķītis, E. Šilters, E. Vainovskis. Fizikas rokasgrāmata. Zvaigzne, 1985. 101. lpp.

[:0-2] 2,0 ^2,1 ^2,2 «К. А. Путилов. Термодинамика. 1971».

[1]

[2]