Podsumowanie - Fizyka dla szkół wyższych. Tom 2

Podsumowanie

4.1 Procesy odwracalne i nieodwracalne

Proces odwracalny to ten, w którym zarówno układ, jak i jego środowisko mogą wrócić do swoich stanów początkowych, podążając odwrotną drogą.
Proces nieodwracalny to ten, w którym układ i środowisko nie mogą jednocześnie wrócić do swoich stanów początkowych.
Nieodwracalność każdego naturalnego procesu wynika z drugiej zasady termodynamiki.

4.2 Silniki cieplne

Praca wykonana przez silnik cieplny to różnica między ciepłem dostarczonym z ciepłego rezerwuaru a ciepłem oddanym do zimnego rezerwuaru, czyli $W = Q_{c} - Q_{z}$ .
Stosunek wykonanej pracy do ciepła dostarczonego z ciepłego rezerwuaru nazywany jest sprawnością silnika, czyli $e = W ∕ Q_{c} = 1 - Q_{z} ∕ Q_{c}$ .

4.3 Chłodziarki i pompy ciepła

Chłodziarka i pompa ciepła to silniki cieplne działające w odwrotnym kierunku.
Zadaniem chłodziarki jest usuwanie ciepła z zimnego rezerwuaru ze współczynnikiem wydajności $K_{ch}$ .
Zadaniem pompy ciepła jest dostarczanie ciepła do ciepłego rezerwuaru ze współczynnikiem wydajności $K_{p}$ .

4.4 Sformułowania drugiej zasady termodynamiki

Sformułowanie drugiej zasady termodynamiki według Kelvina: niemożliwe jest przekształcenie ciepła z pojedynczego źródła w pracę bez żadnego efektu ubocznego.
Sformułowania Kelvina i Clausiusa są równoważne.

4.5 Cykl Carnota

Silnik Carnota ma największa sprawność ze wszystkich silników z obiegiem odwracalnym działających między dwoma rezerwuarami.
Twierdzenie Carnota jest kolejnym sposobem sformułowania drugiej zasady termodynamiki.

4.6 Entropia

Zmiana entropii dla izotermicznego procesu odwracalnego jest równa wymienionemu ciepłu podzielonemu przez temperaturę. Zmiana entropii układu dla procesu odwracalnego dana jest wzorem $Δ S = \int_{A}^{B} d Q ∕ T$ .
Zmiana entropii między dwoma stanami jest niezależna od drogi termodynamicznej.

4.7 Entropia w skali mikroskopowej

Entropia wiąże się z nieporządkiem, układ bardziej nieuporządkowany ma wyższą entropię. Po każdym nieodwracalnym procesie Wszechświat staje się bardziej nieuporządkowany.
Zgodnie z trzecią zasadą termodynamiki temperatura zera bezwzględnego jest nieosiągalna w skończonej liczbie cykli.