Sıcaklık, iş ve ısı

Enerjinin korunumu kanunu bize, iş ve ısı enerjisi yer değiştirdiğinde net kar veya enerji kaybının olduğunu söyler. Ancak işe dönüştürülebilecek termal enerji miktarı sınırlıdır. Isı sıcaktan soğuğa doğru akarken, belirli miktarda enerji işe dönüştürülebilir ve çıkarılabilir. Örneğin bir jeneratörü çalıştırmak için kullanılabilir.

Bir buzdolabını çalıştırmak için gereken minimum iş miktarı, mutlak sıcaklık ölçeği cinsinden tanımlanabilir. Şekil 1.1'de tersinir bir ısı pompası P'yi çalıştıran tersinir E motoru gösterilmektedir; Q ve W ısı ve iş akışını temsil eder. Görülebilen en yüksek verimliliğe sahip olduklarından ve kayıp olmadığından tersinir makine olarak adlandırılırlar, E ve P özdeş makinelerdir.

Konum sonuçları dış etkinin olmadığı durumda gösterilmiştir, çünkü rezervuarlarda net bir ısı kazancı veya kaybı yaşanmaz. Eğer P'nin veriminin daha yüksek olması gerekiyorsa, yani P'nin soğuk bir rezervuardan aynı miktarda ısıyı (Q2) yükseltmesi için gereken iş girdisi W'den az olmalıysa, W'nin geri kalan kısmı başka bir yetkiye sahip olabilir. Isı pompası. Bu, ilave ısıya neden olabilir. Sonuç olarak, herhangi bir dış emek katkısı olmadan, düşük sıcaklıktan yüksek sıcaklığa net ısı girişi / çıkışı imkansızdır ki bu imkansızdır. Q1, Q2 ve W arasındaki ilişkiler yalnızca sıcak ve soğuk suyun sıcaklığına bağlıdır. Fransız fizikçi Sadi Carnot (1796-1832), işçiler ve ısı arasındaki ilişkinin sıcaklığa bağlı olduğunu ve soğutma işlemi için ideal çözümün Carnot olarak bilindiğini ilk tahmin eden kişidir. Bağlantıyı bulmak için sıcaklığın daha dikkatli tanımlanması gerekir. Termometre üzerindeki dereceler yalnızca isteğe bağlı bir yakınlaştırma oranıdır.

Kelvin (1824-1907), dönemin diğer önde gelen fizikçileriyle birlikte, mutlak sıcaklık ölçeğinin, tersinir motorların verimliliği açısından tanımlanabileceği sonucuna vardı.

Mükemmel "pratikte asla elde edilemeyen kalorifik güç (W/Q) performans oranı_j tersinir motor E, Sıcaklık Farkına eşittir (T₁ - T₀) Sıcak rezervuar sıcaklığına (T) bölünmüştür._j).

P herhangi bir soğutma ünitesi olabilir, düşünmemiz ve çalışmamız gerekir Kelvin bize minimum işin olduğunu söyler, W, Q ısı miktarını arttırmanız gerekir₂ sıcaklık T₀ sıcaklık T için₁ şurada mevcuttur:

....