Drugi zakon termodinamike
ÐÑедаваÑе 3
ÐÑедаваÑе 3
- No tags were found...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Drugi</strong> <strong>zakon</strong><br />
<strong>termodinamike</strong>
Uvod<br />
<strong>Drugi</strong> <strong>zakon</strong> <strong>termodinamike</strong> nije univerzalni<br />
prirodni <strong>zakon</strong>, ne važi za sve sisteme, naročito ne<br />
za neobične sisteme (mikrouslovi, svemirski<br />
uslovi).<br />
Zasnovan je na zajedničkom ljudskom iskustvu,<br />
a ne na složenim teorijama i eksperimentima.
Klauzijusov postulat<br />
<strong>Drugi</strong> <strong>zakon</strong> <strong>termodinamike</strong> pomaže da se objasni<br />
gotovo sve što se dešava u našem fizičkom svetu:<br />
kako će mašine koje nam obezbeđuju energiju u<br />
željenom obliku da rade sa što manje gubitaka<br />
energije, zašto toplota spontano prelazi sa tela više<br />
temperature na telo niže temperature i zašto spontani<br />
prelazak toplote u obratnom slučaju nije moguć.<br />
“Nemoguće je toplotu samu od sebe prevesti sa<br />
toplotnog izvora niže temperature na toplotni izvor<br />
više temperature.”
Pojam toplotnog rezervoara<br />
Topotni rezervoar je deo prostora koji se bira u<br />
cilju proučavanja prostora i ograničava se od okoline.<br />
Okolina je toplotni rezervoar velikog karaciteta, pri<br />
čemi sa termodinamičkim sistemom dolazi do razmene<br />
energije i mase, pri čemu se energije razmenjuje u<br />
obliku topote ili rada.<br />
Ako je okolina na višoj temperaturi od sistema, onda<br />
je ona toplotni izvor, a ako je na nižoj temperaturi<br />
onda je toplotni ponor.<br />
Primeri: atmosfera i okeani, led i voda u ravnoteži<br />
na konstantnom pritisku.
Kružni ciklusi<br />
Mašine koje vrše pretvaranje toplotne energije u<br />
mehanički rad nazivaju se toplotne mašine.<br />
Realne toplotne mašine rade tako da se pretvaranje<br />
toplote u mehanički rad vrši kroz cikličnu promenu. Ciklična<br />
promena stanja podrazumeva da se radna materija iz<br />
jednog stanja prevede u drugo dovođenjem toplote, a zatim<br />
se drugim procesom ili procesima vraća u prvobitno stanje.
Desnokretni i levokretni ciklus<br />
Desnokretni ciklus<br />
(toplotna mašina)<br />
Levokretni ciklus<br />
(rashladna mašina)
Termodinamički stepen<br />
iskorišćenja<br />
Termodinamički stepen iskorišćenja:
Pojam entropije<br />
Entropija (S) je veličina stanja koja je mera<br />
rasipanja energije unutar termodinamičkog sistema<br />
usled razmene toplote.<br />
Entropija je težnja sistema da spontano pređe u<br />
stanje veće neuređenosti, dakle, entropija je mera<br />
neuređenosti sistema.<br />
Entropija je mera mnoštva načina kojima je moguće<br />
postići određeno stanje objekta.<br />
Fizička suština entropije: pokazuje pravac<br />
odvijanja stvarnih procesa.
Pojam entropije
Pojam entropije
Definicija drugog <strong>zakon</strong>a<br />
<strong>termodinamike</strong><br />
Jedna od formulacija drugog <strong>zakon</strong>a<br />
<strong>termodinamike</strong> glasi:<br />
”Prepušten sam sebi, zatvoren i toplotno<br />
izolovan termodinamički sistem, prelazi iz<br />
manje verovatnog u više verovatno stanje.”
Definicija drugog <strong>zakon</strong>a<br />
<strong>Drugi</strong> <strong>zakon</strong> <strong>termodinamike</strong> glasi:<br />
<strong>termodinamike</strong><br />
Promena entropije izolovanog sistema uvek ili<br />
veća ili jednaka nuli.<br />
Izolovan sistem je sistem kod koga ne postoji<br />
nikakva razmena energije sa okolinom. Promena<br />
entropije izolovanog sistema ni u kom slučaju ne može<br />
biti manja od nule.<br />
Izolovani sistem sastoji se iz radne materije<br />
(supstance) i toplotnih rezervoara.
Definicija drugog <strong>zakon</strong>a<br />
<strong>termodinamike</strong><br />
“Nemoguće je napraviti mašinu koja bi<br />
pretvarala celokupnu, raspoloživu količinu toplote<br />
u mehanički rad, a da se pri tome, ne dešavaju<br />
neke promene na drugim telima koje okružuju tu<br />
mašinu, tj. nemoguće je izraditi perpetuum<br />
mobile – druge vrste, tj. mašinu koja bi kompletnu<br />
količinu toplote u rad.”
Analitička formulacija drugog<br />
<strong>zakon</strong>a <strong>termodinamike</strong> za zatvoren<br />
(izolovan) termodinamički sistem
T-s dijagram
Matematički izraz drugog<br />
<strong>zakon</strong>a <strong>termodinamike</strong><br />
Klauzijusova (Clausius) jednačina –<br />
matematička formulacija drugog <strong>zakon</strong>a<br />
<strong>termodinamike</strong> za ravnotežne promene stanja.
Matematički izraz drugog<br />
<strong>zakon</strong>a <strong>termodinamike</strong>
Osnovne promene stanja u T–s<br />
dijagramu<br />
Promene stanja sa odvođenjem toplote<br />
Promena stanja sa<br />
dovođenjem toplote
Povratni i nepovratni procesi<br />
Nepovratni procesi<br />
Povratni procesi
Povratni i nepovratni procesi<br />
Povratni procesi<br />
Kod povratnog procesa sistem može da se<br />
vrati u početno stanje duž iste putanje.<br />
Nepovratni procesi<br />
Većina procesa u prirodi su nepovratni<br />
procesi.
Povratni Carnot-ov kružni ciklus<br />
p<br />
1<br />
s<br />
4<br />
To<br />
T<br />
2<br />
s<br />
δQ= 0<br />
3<br />
T<br />
δQ= 0<br />
1 2<br />
4<br />
3<br />
T= const.<br />
δQ=0<br />
To = const.<br />
v<br />
s
Change language