p 1 ENTROPIJSKI ZAKON

Transcript

1 ENROPIJSKI ZAKON REERZIBILNA srememba: moža je obrjea srememba reko eakih vmesih staj kot rvota srememba. Po obeh sremembah e sme biti obeih trajih srememb v bližji i dalji okolici. IREERZIBILNA srememba: i moža obrjea srememba (reko eakih vmesih staj). Etroijski zako (2. zako termodiamike) o i moža kroža srememba, ri kateri bi sistem rejel toloto iz tolotega rezervoarja i oddal eako veliko delo. o i moža kroža srememba, ri kateri bi se reesla tolota s hladejšega telesa a tolejše telo brez vložeega dela o srememba etroije: S S = etroija, eota [J/kg] S= srememba etroije > ireverzibila srememba = reverzibila srememba dt o Primer: izotermo reverzibilo razeaje idealega lia = kost. = dw = d= c m = m d d = d= R M defiiramo mero za»ered«: d defiiramo: ds= [ J K] v rezervoar s temeraturo = kost. 2

2 Poljubo uiverzalo krožo sremembo (A) z idealim liom sestavimo iz adiabatih i izotermih srememb kot je rikazao a sliki (B) (J.Strad, Fizika,.del): A: KROŽNA SPREMEMBA B: izoterma adiabate adiabata adiabata izoterma izoterma Etroija je eoliča fukcija staja, zato je ri kroži sremembi: Zgorja eačba velja za oljubo reverzibilo krožo sremembo! d S= = Dokaz:,, = kost. = kost. ADIABAA, izotermo razejaje 2, 2 izotermo stiskaje ADIABAA 2

3 o Če je = kost. i srememba reverzibila velja: '' '' m d m '' S= = = d= R = R l M M ', kjer smo uoštevali: ' o ker je = kost. dw = d= = d, o lisko eačbo: a adiabatah velja: m = R M, ' κ κ = 2 κ κ = 2 =. Srememba etroije med izotermim razejajem: S = m R l M, Srememba etroije med izotermim stiskajem: = m l = m l = m l =, S R R R S M 2 M M torej: skua srememba etroije a obeh izotermah je S+ S= skua srememba etroije a obeh adiabatah je ič Zaključek: celota srememba etroije ri kroži sremembi je eaka ič. ot, ', ' ot 2 Posledica: Srememba etroije i odvisa od oti, ač a samo od začetega i kočega staja;, ', ',, = + = S S ' = = ', ', ', ' ', ' ot 2 ot ot 2 ot 3

4 SKLEP: če želimo izračuati sremembo etroije ri termodiamski sremembi (tudi ireverzibili), lahko oiščemo oljubo reverzibilo (adomesto) ot iz istega začetega v isto kočo staje i o tej oti izračuati itegral. Primeri račuaja sremembe etroije Primer: ireverzibilo taljeje ledu S ri ireverzibilih sremembah izolacija led = 273K voda = 373K 2= 283K voda a) začeto staje b) kočo staje. zako termodiamike (eergijski zako) dovoljuje obrjeo sremembo! Ker je sistem izolira je =. Nadomeste reverzibile sremembe: m q l tal reverzibilo taljeje ledu: S= m c d reverzibilo ohlajaje vode: S = = m c l S= S + S + S > 2 mv c d reverzibilo segrevaje vode: S2= = mv c l torej: 2 l 2 e 2 2 S > d Q = srememba je ireverzibila Primer: Hirov oskus z idealim (razredčeim) liom Začeto staje (a) i kočo staje (b) ri Hirovem oskusu z razredčeim liom. 4

5 dva termometra ' ', ' ~ AKUUM izolacija a) b) Rezultat meritve: koča temeratura ' je eaka začeti temeraturi : ' = ' ' EOREIČNI OPIS POSKUSA: Notraja eergija idealega lia je eoliča fukcija temerature: W= cv m Pli se razširi v vakuum : A= Srememba je adiabaia : Q= W= A+ Q= orej: W = = c m = ' =. v Račuaje srememb etroije ri Hirovem oskusu za adomesto reverzibilo sremembo, to je izotermo (reverzibilo) razejaje idealega lia. dw= d d S= oz. = ds dw = ds d cvm d = ds d = = ds d m ds= d liska eačba : = R M m S= M ' d R m S= R l > M ' S > srememba je ireverzibila = sistem je izolira: = 5

6 Primer: ireverzibilo mešaje dveh vzorcev vode z različima temeraturama izolacija, m m, m, + m2 z 2 2 = 273K, 2 = 373 K, m= kg, m2= kg, Račuaje zmese temerature z : ( ) ( ) Q = m c + m c = 2 2 z 2 m + m 2 2 z = = ( m+ m2) 323K Račuaje sremembe etroije za adomesto reverzibilo sremembo: S= m c l + m c l > z z 2 2 sistem je izolira: = S > = dt srememba je ireverzibila 6