4.S: Sheria ya Pili ya Thermodynamics (Muhtasari)

Masharti muhimu

Carnot mzunguko	mzunguko unao na isotherms mbili kwenye joto la hifadhi mbili na michakato miwili ya adiabatic inayounganisha isotherms
Injini ya Carnot	Carnot joto inji, jokofu, au joto pampu ambayo inafanya kazi juu ya mzunguko Carnot
Kanuni ya Carnot	kanuni zinazosimamia ufanisi au utendaji wa kifaa cha joto kinachofanya kazi kwenye mzunguko wa Carnot: kifaa chochote cha joto kinachobadilishwa kinachofanya kazi kati ya hifadhi mbili kinapaswa kuwa na ufanisi sawa au mgawo wa utendaji, zaidi kuliko ile ya kifaa cha joto kisichoweza kurekebishwa kinachofanya kazi kati ya hifadhi mbili sawa
Taarifa ya Clausius ya sheria ya pili ya thermodynamics	joto kamwe mtiririko kuwaka kutoka kitu baridi kwa kitu moto
mgawo wa utendaji	kipimo cha ufanisi wa jokofu au pampu ya joto
hifadhi ya baridi	kuzama kwa joto kutumiwa na inji ya joto
machafuko	kipimo cha utaratibu katika mfumo; zaidi machafuko ni, juu entropy
ufanisi (e)	pato kazi kutoka inji juu ya joto pembejeo kwa inji kutoka hifadhi ya moto
entropy	hali ya kazi ya mfumo unaobadilika wakati joto linahamishwa kati ya mfumo na mazingira
entropy taarifa ya sheria ya pili ya thermodynamics	entropy ya mfumo wa kufungwa au ulimwengu mzima kamwe itapungua
inji ya joto	kifaa kwamba waongofu joto katika kazi
pampu ya joto	kifaa kinachotangaza joto kwenye hifadhi ya moto
hifadhi ya moto	chanzo cha joto kinachotumiwa na inji ya joto
isiyoweza kurudishwa	jambo linalohusishwa na mchakato wa asili
mchakato usio na kurekebishwa	mchakato ambao wala mfumo wala mazingira yake inaweza kurejeshwa kwa mataifa yao ya awali kwa wakati mmoja
isentropic	mchakato wa kubadilishwa kwa adiabatic ambapo mchakato hauna msuguano na hakuna joto linalohamishwa
Taarifa ya Kelvin ya sheria ya pili ya thermodynamics	haiwezekani kubadili joto kutoka chanzo kimoja kwenye kazi bila athari nyingine yoyote
inji kamilifu	inji ambayo inaweza kubadilisha joto katika kazi na ufanisi 100% 100%
jokofu kamili (pampu ya joto)	jokofu (joto pampu) ambayo inaweza kuondoa (dampo) joto bila pembejeo yoyote ya kazi
jokofu	kifaa kinachoondoa joto kutoka kwenye hifadhi ya baridi
mchakato wa kurekebishwa	mchakato ambao wote mfumo na mazingira ya nje kinadharia inaweza kurejeshwa kwa mataifa yao ya awali
sheria ya tatu ya thermodynamics	joto la sifuri kabisa haliwezi kufikiwa kupitia idadi yoyote ya mwisho ya hatua za baridi

Mlinganyo muhimu

Matokeo ya uhifadhi wa nishati	\(W=Q_h−Q_c\)
Ufanisi wa inji ya joto	\(e=\frac{W}{Q_h}=1−\frac{Q_c}{Q_h}\)
Mgawo wa utendaji wa jokofu	\(K_R=\frac{Q_c}{W}=\frac{Q_c}{Q_h−_Q}\)
Mgawo wa utendaji wa pampu ya joto	\(K_P=\frac{Q_h}{W}=\frac{Q_h}{Q_h−Q_c}\)
Matokeo ya ufanisi wa mzunguko wa Carnot	\(e=1−\frac{T_c}{T_h}\)
Mgawo wa utendaji wa jokofu inayobadilishwa	\(K_R=\frac{T_c}{T_h−T_c}\)
Mgawo wa utendaji wa pampu ya joto inayoweza	\(K_P=\frac{T_h}{T_h−T_c}\)
Entropy ya mfumo unaofanywa mchakato wa kurekebishwa kwa joto la mara kwa mara	\(ΔS=\frac{Q}{T}\)
Mabadiliko ya entropy ya mfumo chini ya mchakato wa kurekebishwa	\(ΔS=S_B−S_A=∫^B_AdQ/T\)
Entropy ya mfumo unaofanyika mchakato wowote wa mzunguko wa kurekebishwa	\(∮dS=∮\frac{dQ}{T}=0\)
Mabadiliko ya entropy ya mfumo uliofungwa chini ya mchakato usioweza kurekebishwa	\(ΔS≥0\)
Badilisha katika entropy ya mfumo pamoja na isotherm	\(\lim_{T→0}(ΔS)_T=0\)

Muhtasari

4.2 Utaratibu unaoweza kubadilishwa na usioweza

• Mchakato wa kurekebishwa ni moja ambayo mfumo na mazingira yake yanaweza kurudi kwa hasa majimbo waliyokuwa nayo kwa kufuata njia ya reverse.
• Mchakato usioweza kurekebishwa ni moja ambayo mfumo na mazingira yake haviwezi kurudi pamoja kwa hasa majimbo waliyokuwa nayo.
• Ukosefu wa mchakato wowote wa asili unatokana na sheria ya pili ya thermodynamics.

4.3 Injani Joto

• Kazi iliyofanywa na inji ya joto ni tofauti kati ya joto inayotokana na hifadhi ya moto na joto iliyotolewa kwenye hifadhi ya baridi, yaani,\(W=Q_h−Q_c\).
• Uwiano wa kazi iliyofanywa na inji na joto lililofanywa kutoka kwenye hifadhi ya moto hutoa ufanisi wa inji, yaani,\(e=W/Q_h=1−Q_c/Q_h\).

4.4 Friji na Pampu za joto

• Jokofu au pampu ya joto ni inji ya joto inayoendeshwa kinyume.
• Lengo la jokofu ni juu ya kuondoa joto kutoka kwenye hifadhi ya baridi na mgawo wa utendaji\(K_R\).
• Lengo la pampu ya joto ni juu ya kutupa joto kwenye hifadhi ya moto na mgawo wa utendaji\(K_P\).

Taarifa 4.5 za Sheria ya Pili ya Thermodynamics

• Taarifa ya Kelvin ya sheria ya pili ya thermodynamics: Haiwezekani kubadili joto kutoka chanzo kimoja kwenye kazi bila athari nyingine yoyote.
• Taarifa ya Kelvin na taarifa ya Clausius ya sheria ya pili ya thermodynamics ni sawa.

4.6 Mzunguko wa Carnot

• Mzunguko wa Carnot ni inji yenye ufanisi zaidi kwa mzunguko wa kurekebishwa iliyoundwa kati ya hifadhi mbili.
• Kanuni ya Carnot ni njia nyingine ya kusema sheria ya pili ya thermodynamics.

4.7 Entropy

• Mabadiliko katika entropy kwa mchakato wa kurekebishwa kwa joto la kawaida ni sawa na joto lililogawanywa na joto. Mabadiliko ya entropy ya mfumo chini ya mchakato wa kurekebishwa hutolewa na\(ΔS=∫^B_AdQ/T\).
• Mabadiliko ya mfumo katika entropy kati ya majimbo mawili ni huru ya njia inayobadilishwa ya thermodynamic iliyochukuliwa na mfumo wakati inafanya mpito kati ya majimbo.

4.8 Entropy kwenye Kiwango cha Microscopic

• Entropy inaweza kuhusiana na jinsi mfumo usioharibika - zaidi ni disordered, juu ni entropy yake. Katika mchakato wowote usioweza kurekebishwa, ulimwengu unakuwa mbaya zaidi.
• Kwa mujibu wa sheria ya tatu ya thermodynamics, joto la sifuri kabisa haliwezi kufikiwa.

Wachangiaji na Majina

Template:ContribOpenStaxUni