第 2 法則のクラウジウスの声明は、機械システムの循環プロセスにおける冷蔵庫の動作を規定しています。熱力学の第一法則にはいくつかの欠点があります。たとえば、第 1 法則は、閉じた系の一部の機械的プロセスが逆転し、一方向にのみ発生する理由を説明していません。熱力学の第 2 法則は、第 1 法則の限界を説明し、対処します。この点で、第 2 法則のクラウジウスの声明は、行われた仕事の概念と冷蔵庫の効率を説明しています。次の記事では、第 2 法則のクラウジウスの声明の詳細なメモを示します。
熱力学の第一法則
熱力学の第一法則は、機械的アプローチを受ける系に対して定義されます。最初の法則は、プロセスのサイクルを経た後にシステムで生成されたエネルギーが熱に変換されることを示しています。したがって、機械的活動中に熱が無駄になることはありません。熱力学の第一法則は、エネルギー保存の法則を証明し、満たします。
エネルギー保存の法則は次のとおりです。エネルギーは作り出すことも破壊することもできません。」
熱力学第二法則
熱力学の第 2 法則は、第 1 法則の欠点と制限に対処します。第 2 法則は、熱機関の効率と仕事を扱います。また、機械式冷凍機の係数を制限します。言い換えれば、循環プロセスで動作する熱機関の熱力学の第 2 法則は、熱機関の全体的な効率が 1 になることはできないと述べています。
したがって、法則は、熱機関によって低温リザーバーに放出される熱がゼロになることは決してないことを暗示しています。また、機械式冷蔵庫では、熱力学の第 2 法則により、冷蔵庫の成績係数が無限大になることはありません。したがって、熱力学の第 2 法則は、冷蔵庫で行われる総外部仕事 (W ) がゼロに等しくないことを意味します。
第 2 法則のクラウジウスの陳述
ケルビンとプランクの声明のように、第 2 法則のクラウジウスの声明は、完全な冷蔵庫の可能性を否定しています。
クラウジウスの第 2 法則の陳述は次のように述べています。
言い換えると、第 2 法則のクラウジウスの声明は次のように述べています。このような熱伝達には、追加の外部エネルギー源が必要です。
第 2 法則のクラウジウスの声明は、システム内の熱伝達のプロセスが不可逆的であり、一方向にのみ発生することも証明しています。熱は高温から低温へ自然に移動します。ただし、熱を低温から高温に移動するには、追加のエネルギー源が必要です。
冷蔵庫
冷蔵庫は、熱機関の逆システムとして定義されるシステムです。ここで、作動物質またはシステムへの燃料は、温度 T2 で低温リザーバーまたは熱源から熱 Q2 を取得します。外部仕事 W がシステムで行われ、量 Q1 の熱量が温度 T1 の高温リザーバーに放出されるとします。 Q2 は冷熱源から取得した熱量であることがわかっています。
冷媒系でなされた仕事を W とする。エネルギー保存の法則から、高温の熱源に放出される熱は、
Q1 =W + Q2
α =Q2 / (Q1 – Q2)
どこで
α =冷蔵庫の成績係数
α =Q2 / W
冷蔵庫システムは単独では機能しません。追加のエネルギー源が必要になります。同様に、熱機関システムは、総熱を総仕事量に変換することはできません。したがって、上記の式の成績係数 (α) を無限大にすることはできません。
成績係数
冷蔵庫内の作動物質は一般的に気体です。循環プロセスでは、作業物質は次のステップを経ます。
<オール>システムの作動物質として作用する気体が急激に膨張し、蒸気と液体の混合物に変化します。
冷たい液体が熱を観測し、蒸気が形成されます。
外部エネルギー源がシステムに作用し、蒸気が加熱されます。
熱は周囲に蒸気の形で放出されます。
プロセスが繰り返されます。
冷蔵庫のシステムの成績係数は次の式で与えられます:-
α =Q2 / W.
クラウジウスの言葉の実際の使い方
クラウジウスの第 2 法則の声明の主な用途は、冷却装置に見られます。クーラー、冷蔵庫、エアコンなどの電化製品はすべて、クラウジウスの熱力学第 2 法則に基づいています。
結論
冷蔵庫は、循環プロセスで動作し、低温の熱源から高温の熱源に熱を伝達する閉じた機械システムとして定義されます。第 2 法則のクラウジウス ステートメントは、冷蔵庫で行われた作業のステートメントを導き出します。この声明は、私たちの日常生活に幅広く適用されます。コンセプトは、冷凍に組み込まれたさまざまな冷却器具の動作のためのものです。例としては、クーラー、エアコン、冷蔵庫などがあります。上記の記事では、熱力学の第 2 法則の重要性とその実用性に関するクラウジウスの声明を調べています。
