Температура, робота та тепло

Закон збереження енергії говорить нам, що при роботі та тепловій енергії обмінюються чисті прибутки чи втрати енергії. Однак кількість теплової енергії, яку можна перетворити на роботу, обмежена. У міру протікання тепла від гарячого до холодного певна кількість енергії може бути перетворена на роботу та витягнута. Наприклад, його можна використовувати для приводу генератора.

Мінімальний обсяг роботи, щоб водити холодильник можна визначити за абсолютною шкалою температури. На рис. 1.1 показаний оборотний двигун E, що приводить в рух оборотний тепловий насос P; Q і W представляють потік тепла і роботи. Їх називають оборотною машиною, оскільки вони мають найвищу ефективність, яку можна побачити, і тому що втрат немає, E і P - ідентичні машини.

Розташування результатів показано за відсутності зовнішнього ефекту, оскільки водойми не відчувають чистого приросту або втрати тепла. Якщо ККД P повинен бути вище, тобто якщо робочий вхід, необхідний для Р для підняття такої ж кількості тепла Q2 з холодного резервуара, повинен бути меншим, ніж Вт, що залишилася частина W може мати повноваження іншого тепловий насос. Це може спричинити додаткове нагрівання. Як результат, чистий приплив / відтік тепла від низької до високої температури без будь-якого внеску зовнішньої праці, що неможливо. Відносини між Q1, Q2 і W залежать лише від температури гарячої та холодної води. Французький фізик Саді Карно (1796-1832) першим передбачив, що взаємозв'язок між робочими і теплом залежно від температури та ідеального рішення для процесу охолодження відомий як Карно. Щоб знайти посилання, температуру слід визначити більш ретельно. Градуси на термометрі лише довільне відношення масштабу.

Кельвін (1824-1907) разом з іншими провідними фізиками періоду зробив висновок, що абсолютну шкалу температур можна визначити з точки зору ефективності оборотних двигунів.

Ідеально "ніколи не досягається на практиці співвідношення показників теплотворної потужності (Вт / К_j оборотний двигун Е дорівнює різниці температур (Т₁ - T₀) поділяються на температуру гарячого резервуара (Т_j).

P може бути будь-який холодильний агрегат, ми повинні думати і працювати. Кельвін говорить нам, що мінімальна робота, Вт, потрібно збільшити кількість тепла Q₂ температура Т₀ для температури Т₁ доступний за адресою:

....