Temperatur, arbejde og varme

Loven om energibesparelse fortæller os, at når arbejde og varmeenergi udvekslede nettovinst eller energitab. Mængden af ​​termisk energi, der kan konverteres til arbejde, er imidlertid begrænset. Når varmen strømmer fra varm til kulde, kan en vis mængde energi konverteres til arbejde og udvindes. Det kan f.eks. Bruges til at drive en generator.

Minimal mængde arbejde for at køre et køleskab kan defineres i form af absolut temperaturskala. På fig. 1.1 viser vendbar motor E, der kører en reversibel varmepumpe P; Q og W repræsenterer strømmen af ​​varme og arbejde. De kaldes reversibel maskine, fordi de har den højeste effektivitet, der kan ses, og fordi der ikke er noget tab, er E og P identiske maskiner.

Placer resultaterne vist i fravær af ekstern virkning, fordi reservoirerne ikke oplever nogen nettoforøgelse eller tab af varme. Hvis effektiviteten af ​​P skal være over, dvs. hvis det arbejdsinput, der kræves for at P skal hæve den samme mængde varme Q2 fra et koldt reservoir, skal være mindre end W, kunne den resterende del af W autorisere en anden varmepumpe. Dette kan forårsage yderligere varme. Som et resultat nettoindstrømning / udstrømning af varme fra en lav temperatur til høj temperatur uden noget eksternt arbejdsbidrag, hvilket er umuligt. Forholdet mellem Q1, Q2 og W afhænger kun af temperaturen på varmt og koldt vand. Den franske fysiker Sadi Carnot (1796-1832) var den første til at forudsige, at forholdet mellem arbejderne og varme afhængigt af temperaturen og den ideelle løsning til køleproces er kendt som Carnot. For at finde linket skal temperaturen defineres mere omhyggeligt. Grader på termometeret kun et vilkårligt zoomforhold.

Kelvin (1824-1907) konkluderede sammen med andre førende fysikere, at den absolutte temperaturskala kan defineres med hensyn til effektivitet reversible motorer.

Perfekt "aldrig opnåelig i praksis forholdet mellem ydeevnen for brændkraft (W / Q_j vendbar motor E er lig med en forskel i temperaturer (T₁ - T₀) er opdelt i det varme reservoirstemperatur (T_j).

P kan være en hvilken som helst af køleenheden, vi er nødt til at tænke og arbejde Kelvin fortæller os, at det mindste arbejde, W, du har brug for at øge mængden af ​​varme Q₂ temperatur T₀ for temperatur T₁ er tilgængelig på:

....