Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

_______________________________________________________________Rashladni strojevi
Međutim, u našim uvjetima su nemogući procesi pri kojima bi porast
entropije cijelog sustava bio manji od nule, a nemoguće je da se neki proces, u
promatranom slučaju rashladni proces, odvija od stanja veće vjerojatnosti k
stanju manje vjerojatnosti. To bi bilo moguće ako bi se paralelno s njim odvijao
i neki kompenzacijski proces čiji bi smjer protjecanja bio suprotan, tj. od stanja
manje vjerojatnosti k stanju veće vjerojatnosti i kojim bi se upravo kompenzirao
negativni porast entropije. Takvim kompenzacijskim procesom postiglo bi se da
ukupna entropija, a to znači i vjerojatnost sustava poraste, tj. da je ∆s > 0 ili u da
u najmanju ruku, u graničnom slučaju, ostane stalna, tj. ∆s = 0.
Ako bi ∆s → 0, tada bi i ∆ s0 → ∆sh
pa bi kompenzacijskim procesom
trebalo dovesti okolini, prema slici 109.a, toplinu
∆ 0
q = 2 ' − 4' − 4 − 3' − 2' = T ⋅ ∆s
.
To znači da bi se od neke sredine odvodila određena količina topline q 0 s
ciljem da se u njoj održi, dok je god to potrebno. Temperaturu T h , koja je niža
od temperature okoline T 0 , bilo bi potrebno dovoditi okolini u najpovoljnijem
slučaju (za ∆s = 0) toplinu
q = q 0 + ∆q
.
Površina 1 – 2 – 1’ – 4’ – 1 ≡ ∆q = ( q0 + ∆q) − q0
= q − q0
= w . To pak znači
da bi, za utrošak najmanjeg kompenzacijskog rada (za ∆s = 0), bilo potrebno
između rashladne sredine temperature Th
i temperature okoline T0
uključiti
suprotni (lijevokretni) kružni proces, npr. Carnotov. Prema slici 109.a izgleda da
bi to trebao biti desnokretni ciklus, ali se pri tome ne smije izgubiti iz vida da se
promjene stanja 1 – 2 i 1’ – 4’ na toj slici odnose na izvore topline, promjena
stanja 1 – 2 na rashladnu sredinu od koje se odvodi toplina q 0 , a 1’ – 4’ na
okolinu kojoj se dovodi toplina q = q 0 + ∆q
. Međutim, kružni proces obavlja
radno tijelo, slika 109.b, kojem se dovodi toplina q 0 od sredine koja se hladi,
proces 1 – 2, odnosno od kojeg se okolini predaje toplina q = q 0 + ∆q
, proces
3 – 4.
Koeficijenti hlađenja ili stupanj rashladnog učina, tj. odnos odvedene
topline od hladnijeg tijela i utrošenog rada lijevokretnog Carnotovog kružnog
procesa ima vrijednost, prema oznakama na slici 109.b
303