Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

TEHNIČKA TERMODINAMIKA _________________________________________
Mehanička energija može se pretvoriti i u druge energetske oblike. Povrativim
procesima moguće ju je u idealnim prilikama potpuno pretvoriti u potencijalnu
ili kinetičku energiju i obratno, potencijalna i kinetička energija daju se
opet u potpunosti pretvoriti u mehaničku energiju. Također se električna i mehanička
energija mogu jedna u drugu u potpunosti pretvoriti i to pomoću povrativih
generatora (mehanička u električnu energiju) i povrativih električnih
motora (električna u mehaničku energiju). Povrativim smatramo takve strojeve
koji nemaju trenja i ostalih gubitaka.
U ovim primjerima može se zapaziti da postoji izrazita nesimetrija s
obzirom na smjer energetskih pretvorba. S jedne strane, mehanička, električna,
potencijalna i kinetička energija mogu se bez ograničenja pretvarati u toplinu i
unutarnju energiju, a s druge strane nije moguće svu toplinu i unutarnju energiju
pretvoriti u mehaničku energiju, o čemu govori II. glavni zakon. Dakle, prema
II. glavnom zakonu dvije su vrste energija: energije koje se mogu neograničeno
pretvarati u druge energetske oblike i energije koje su u tome ograničene. Prve
su nazvane eksergije (Rant, 1953). One su vrjednije baš zbog mogućnosti
neograničene pretvorbe.
4.7.1.1. Utjecaj okoline na energetske pretvorbe
Prilike u okolini, kako znamo, ograničuju mogućnost pretvorbe oblika
energije. U termodinamičkim razmatranjima okolinom se smatra veliki mirujući
medij kojeg se stanje, određeno temperaturom T0
i tlakom p0
, ne mijenja
dovođenjem i odvođenjem energije ili tvari. To vrijedi i za kemijski sastav okoline.
Prema tome, okolina je veliki energetski spremnik koji može primati i
davati energiju, a da se njegovo stanje mjerljivo ne mijenja.
Kada sustav ima temperaturu okoline i tlak okoline, on je u termičkoj i
mehaničkoj ravnoteži s okolinom. Tada više nije moguće unutarnju energiju
pretvoriti u mehanički rad. Za sustav koji se nalazi u ravnoteži s okolinom,
obično se govori da je u stanju okoline. U stanju okoline energija sustava izgubila
je sposobnost pretvorbe u druge energetske oblike. U općem slučaju termodinamička
ravnoteža ne obuhvaća samo temperaturu i tlak okoline, već i kemijsku
ravnotežu. Kada se promatra sustav koji se kreće, on je u ravnoteži s okolinom
kad s obzirom na nju miruje i kad je na razini okoline. U stanju okoline
kinetička i potencijalna energija imaju vrijednost nula.
152