Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

_________________________________________________Drugi glavni zakon termodinamike
4. DRUGI GLAVNI ZAKON
TERMODINAMIKE
Za dobivanje mehaničkog rada potrebna su dva toplinska spremnika.
Nasuprot tome mehanička energija se može, npr. trenjem, pretvoriti u toplinu i
dovesti nekom toplinskom spremniku pa je tada dovoljan samo jedan toplinski
spremnik. To je osnovna razlika između pretvorbe toplinske u mehaničku energiju
i pretvorbe mehaničke u toplinsku energiju.
Kada bi bilo moguće toplinsku energiju pretvoriti u mehaničku samo
pomoću jednog toplinskog spremnika, mogli bi, npr. brodovi svoju pokretnu
snagu crpsti iz gotovo neizmjernog spremišta energije u morskoj vodi pa bi
pogonsko gorivo bilo suvišno. To ne bi bilo u suprotnosti s prvim zakonom jer
se energija crpi iz hlađenja morske vode. Takav stroj bio bi svojevrstan perpetuum
mobile (perpetuum mobile druge vrste) jer je količina energije skupljena u
morskoj vodi (u okolini) praktički neizmjerno velika i besplatna. Iskorištavanje
energije koja se nalazi u okolini protivi se II. zakonu termodinamike koji se
prema Clausiusu može oblikovati: “Toplina ne može ni neposredno ni posredno
sama od sebe prijeći s hladnijeg na toplije tijelo.” Težište je na riječima “sama
od sebe” što znači da taj prijelaz topline s hladnijeg na toplije tijelo nije moguć
neovisno i izolirano tako da se ograniči samo na ta dva tijela. Takav je prijelaz
topline moguć ako se dopusti promjena na ostalim tijelima okoline. To se npr.
događa u rashladnim strojevima u kojima se mora uporabiti mehanička energija
(iz nekog drugog procesa) da bi se toplina “dignula” na višu temperaturu.
Drugi glavni zakon može se oblikovati i prema Thomsonu: ”Nije moguće
izgraditi periodički stroj koji bi proizvodio mehaničku energiju uz odgovarajuće
ohlađivanje jednog toplinskog spremnika”. Ova formulacija pokazuje da je
nemoguće ostvariti perpetuum mobile druge vrste.
115