Druga zasada termodynamiki.
advertisement
Wykład z fizyki, Piotr Posmykiewicz 179 W Y K Ł A D XIV Druga zasada termodynamiki. Często naszym zadaniem jest zastosowanie zasady zachowania energii. Jednak, zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki, energia jest zawsze zachowana. Co w takim razie znaczy zachować energię, jeżeli całkowita energia wszechświata nie ulega zmianie bez względu jakie czynności wykonujemy. Pierwsza zasada termodynamiki nie mówi nam wszystkiego o energii. Energia jest zawsze zachowana, ale niektóre formy energii są bardziej przydatne od innych. Druga zasada termodynamiki mówi nam o prawdopodobieństwie zastosowania danej formy energii do celów praktycznych. Na przykład, łatwo jest przekształcić energię mechaniczną w ciepło, ale niemożliwe jest zmniejszyć energię wewnętrzną układu i przekształcić ją całkowicie w pracę mechaniczną bez dodatkowych zmian w układzie. Ten fakt doświadczalny jest treścią drugiej zasady termodynamiki. Niemożliwa jest przemiana, której jedynym wynikiem byłaby zamiana na pracę ciepła pobranego ze źródła mającego wszędzie tę samą temperaturę Druga zasada termodynamiki w sformułowaniu Kelvina Zostanie podanych jeszcze kilka innych równoważnych sformułowań drugiej zasady termodynamiki. Typowym przykładem przekształcenia energii mechanicznej w ciepło jest ruch, w którym występują siły tarcia. Na przykład, jeżeli klocek ślizga się po chropowatej powierzchni stołu, to początkowa energia mechaniczna ( kinetyczna ) klocka jest zamieniana na ciepło, a rezultatem tego jest wzrost temperatury ciała i stołu. Odwrotny proces, oczywiście, nigdy nie wystąpi – klocek i stół nie ulegną samoistnemu ochłodzeniu, a klocek w wyniku przekazania mu tej energii zacznie się ślizgać! Jednak nawet takie nieprawdopodobne zachowanie nie narusza prawa zachowania energii ( pierwszej zasady termodynamiki ). Takie zachowanie naruszyło by drugą zasadę termodynamiki. Nie ma zatem symetrii w roli jaką odgrywają praca i ciepło, ale nie wynika to z pierwszej zasady. Ten brak symetrii wynika z faktu, że niektóre procesy są nieodwracalne. Procesy nieodwracalne mogą mieć różną postać, ale wszystkie mają związek z drugą zasadą termodynamiki. Na przykład przewodzenie ciepła jest procesem nieodwracalnym. Wykład z fizyki, Piotr Posmykiewicz 180 Jeżeli zetkniemy ciepłe ciało z zimnym, to ciepło będzie przepływać z ciała cieplejszego do chłodnego, aż do momentu wyrównania się temperatur obu ciał. Odwrotny proces nigdy nie wystąpi. Dwa ciała znajdujące się w kontakcie w tej samej temperaturze pozostaną w tej samej temperaturze; ciepło nie będzie przepływać w żadnym kierunku. Ta eksperymentalna obserwacja umożliwia nam inne sformułowanie drugiej zasady termodynamiki: Nie może istnieć proces, którego jedynym końcowym wynikiem byłoby przeniesienie ciepła z ciała zimniejszego do cieplejszego. Druga zasada termodynamiki w sformułowaniu Clasjusza. W następnej części pokażemy, że oba sformułowania Kelvina i Clasjusza są równoważne. 14-1 Maszyny cieplne, a druga zasada termodynamiki. Para Woda Ciepło Rysunek 15-1 Silnik Chłodnica Wykład z fizyki, Piotr Posmykiewicz 181 Badania sprawności cieplnej maszyn cieplnych przyczyniły się do sformułowania w sposób jasny drugiej zasady termodynamiki. Maszyna cieplna jest urządzeniem pracującym cyklicznie, którego zadaniem jest zamiana jak największej ilości ciepła na pracę. Maszyny cieplne zawierają substancję roboczą ( wodę w maszynie parowej, powietrze i pary benzyny w silniku benzynowym ), która pobiera ciepło Q1 , wykonuje pracę W i oddaje ciepło Q2 i w rezultacie powraca do stanu wyjściowego. Pierwszymi maszynami cieplnymi były silniki parowe, wynalezione w dziewiętnastym wieku i używane początkowo do wypompowywania wody z kopalni węgla. Obecnie silniki parowe są używane jako generatory elektryczności. W typowym silniku parowym woda jest podgrzewana przy ciśnieniu kilkuset atmosfer aż do Zawór ssania otwarty Tłok porusza się ponownie do góry usuwając spalony gaz Mieszanka Zawór wydechowy powietrza i otwarty benzyny Do rury Zawór wydechowej ssania Mieszanka par benzyny i Zawór powietrza dostaje wydech się do komory spalania podczas u gdy tłok porusza się do dołu Etap ssania (1) Świeca zapłonowa Następnie tłok porusza się do góry sprężając tłok aż do zapłonu Etap wydechu (5) Oba zawory zamknięte Cylinder Oba zawory zamknięte Tłok Przegub łączący Rozprężający się gaz przesuwa tłok do dołu, etap zwany uderzeniem mocy Oba zawory zamknięte Wał korbowy Etap sprężania (2) Etap pracy (4) Kiedy gaz ulega zapłonowi, rozpręża się Rysunek 15-2 Silnik spalinowy Zapłon (3) Zgodnie z przyjętą konwencją w pierwszej zasadzie, ciepło oddawane ma znak minus. Ponieważ jednak jesteśmy zainteresowani, w tym przypadku, wartością ciepła pobieranego i oddawanego, to jeżeli będzie zachodzić potrzeba, będziemy stosować znak wartości bezwzględnej. Wykład z fizyki, Piotr Posmykiewicz 182 przejścia w parę przy około 5000C ( Rysunek 15-1 ). Para rozszerza się naciska na tłok i wykonuje pracę, następnie istnieje w znacznie niższej temperaturze i w końcu ochładza się aż ulegnie skropleniu. Woda jest następnie pompowana do zbiornika i ulega ponownemu podgrzaniu. Rysunek 15-2 przedstawia schemat działania silnika spalinowego używanego w większości silników samochodowych (silnik benzynowy). Jeżeli zawór wydechowy jest zamknięty, to mieszanina par benzyny i powietrza dostaje się do komory spalania podczas gdy tłok porusza się do dołu w etapie zasysania. Następnie mieszanka jest sprężana, po czym następuje jej zapłon dzięki iskrze ze świecy zapłonowej. W rezultacie tego, gorący gaz rozpręża się przesuwając tłok do dołu w etapie zwanym etapem pracy i wykonuje pracę. Następnie gaz jest usuwany poprzez zawór odprowadzający i cykl się powtarza. Idealny model takiego cyklu w silniku spalinowym jest zwany cyklem Otto i przestawiony na rysunku 15-3. Grzejnica o temperaturze T1 Q1 Q1 SILNIK Q2 Q2 Q1 Chodnica o temperaturze T2 Rysunek 15-3 Rysunek 15-4 Rysunek 15-4 ilustruje schematycznie zasadę działania silnika cieplnego. Dostarczane ciepło wpływa do układu ze zbiornika ciepła – grzejnicy posiadającej temperaturę T1 i wypływa do chłodnicy o temperaturze T2 . Zbiornikami te są doskonałymi ciałami lub układami, które posiadają bardzo duża pojemność cieplną pozwalającą na pobieranie lub oddawanie ciepła bez istotnych zmian temperatury. W praktyce takim cieplnym zbiornikiem może być otaczająca atmosfera lub np. jezioro. Ponieważ stan początkowy i końcowy takiej maszyny i substancji roboczej jest taki sam, to początkowa i końcowa energia wewnętrzna są takie same, czyli U 0 . Wtedy, zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki, wykonana praca jest równa wypadkowemu ciepłu dostarczonemu do układu: Wykład z fizyki, Piotr Posmykiewicz 183 Q U W W lub W Q1 Q2 15-1 Współczynnikiem sprawności silnika cieplnego nazywamy stosunek pracy wykonanej do ciepła dostarczonego z grzejnicy: Q W Q1 Q2 1 2 Q1 Q1 Q1 15-2 Współczynnik sprawności Ponieważ ciepło Q1 jest zwykle wytwarzane poprzez spalanie jakiegoś paliwa, na przykład węgla lub oleju, za które trzeba zwykle zapłacić, to projektuje się maszyny cieplne tak aby współczynnik sprawności był jak największy. Najlepszy silnik parowy ma sprawność rzędu 40%, a silnik spalinowy 50%. Przy 100% sprawności (η = 1 ) cała energia cieplna pobierana z grzejnicy byłaby zamieniana na pracę i nie odprowadzałoby się ciepła do chłodnicy. Jednak niemożliwe jest zbudowanie silnika cieplnego o 100% sprawności. Ten doświadczalny wynik wyraża drugą zasadę termodynamiki dla silnika cieplnego, która jest równoważna sformułowaniu Kelvina przytoczonemu wyżej: Niemożliwe jest zbudowanie silnika cieplnego pracującego cyklicznie, który pobierał by ciepło z grzejnicy i zamieniał je całkowicie na pracę. Druga zasada termodynamiki: Sformułowanie dotyczące silnika cieplnego. Słowo „cyklicznie” jest ważne, ponieważ można Grzejnica o temperaturze T1 przekształcić całkowicie ciepło w pracę, ale w przemianie Q1 niecyklicznej. Wszystkie gazy doskonałe rozprężając się izotermicznie właśnie to robią. Ale po rozprężaniu gaz nie Lodówka znajduje się w swoim stanie początkowym. Jeżeli chcemy przywrócić gaz do stanu początkowego, to musi zostać wykonana praca nad gazem i trochę ciepła musi być Q2 Chłodnica o temperaturze T2 oddane. To drugie prawo mówi nam, że jeżeli chcemy otrzymać Rysunek 14-5 Wykład z fizyki, Piotr Posmykiewicz 184 pracę ze zbiornika z ciepłem (grzejnicy), to musimy posiadać zbiornik chłodniejszy ( chłodnicę), który przyjmie część ciepła niewykorzystanego. Gdyby to nie była prawda, to moglibyśmy zbudować statek, który posiadałby silnik pobierający ciepło wprost z oceanu. Niestety brak chłodniejszego zbiornika ciepła odbierającego ciepło powoduje, że ten ogromny rezerwuar ciepła jakim jest ocean nie można wykorzystać. Problem polega na tym, że jeżeli chcemy całkowicie nieuporządkowaną energię cieplną zamienić w stałej temperaturze na całkowicie uporządkowaną energię ciała znajdującego się w ruchu ( bez żadnych zmian w źródle ciepła, czy silniku ) , to musimy użyć oddzielnego, zimnego zbiornika. 14-2 Lodówki, a druga zasada termodynamiki. Rysunek 14-5 przedstawia schematycznie zasadę działania lodówki, która jest w zasadzie silnikiem cieplnym pracującym w odwrotnym kierunku. Praca jest dostarczana do silnika w celu odebrania ciepła z lodówki ( chłodnicy ) i przeniesieniu go do otoczenia ( grzejnicy ). doświadczenie pokazuje, że takie przenoszenie ciepła zawsze wymaga wykonania pewnej pracy – co prowadzi do sformułowania w innej postaci drugiej zasady termodynamiki : Niemożliwe jest, aby lodówka pracowała cyklicznie bez innych efektów oprócz przekazywania ciepła z ciała chłodniejszego do cieplejszego. Druga zasada termodynamiki. Sformułowanie dotyczące lodówki Gdyby powyższe sformułowanie nie było prawdziwe, to moglibyśmy chłodzić nasze domy latem używając lodówki, która pompowałaby ciepło na zewnątrz nie zużywając energii elektrycznej lub innej energii. Miarą wydajności lodówki jest stosunek Q2 / W , gdzie Q2 jest ciepłem usuniętym z chłodnego zbiornika przez lodówkę wykonującą pracę W zwany współczynnikiem wydajności chłodniczej WWC: WWC Q2 W 15-3 Im większy jest ten współczynnik tym lepsza jest lodówka. Typowa lodówka posiada WWC około 5 lub 6. Drugą zasadę termodynamiki możemy sformułować również, twierdząc, że WWC nie może być równy nieskończoności. 14-3 Równoważność sformułowań drugiej zasady termodynamiki. Wykład z fizyki, Piotr Posmykiewicz Sformułowania zasady 185 drugiej termodynamiki Grzejnica o temperaturze T1 w oparciu o silnik cieplny i lodówkę na pozór brzmią różnie, ale w zasadzie są równoważne. udowodnić Możemy to pokazując, że jeżeli jedno sformułowanie przyjąć jako nieprawdziwe, Zwykła lodówka Idealna lodówka Silnik idealny Chłodnica o temperaturze T2 Rysunek 15-6 to i drugie sformułowanie musi być fałszywe. Zastosujemy przykład liczbowy pokazujący, że jeżeli sformułowanie o silniku cieplnym jest fałszywe, to i sformułowanie dotyczące lodówki jest nieprawdziwe. Rysunek 15-6a przedstawia zwykłą lodówkę, która zużywa 50J pracy, aby usunąć 100J energii z chłodnego zbiornika i przekazać 150J energii do zbiornika ciepła. Gdyby twierdzenie o silniku cieplnym nie było prawdziwe, to idealny silnik cieplny pobierałby z grzejnicy ciepło i całkowicie przekształcał je w pracę ze 100% sprawnością. Moglibyśmy użyć idealnego silnika cieplnego do usunięcia 50J ciepła z grzejnicy i zamianę go na 50J pracy (Rysunek 15-6b). Następnie używając doskonałego silnika cieplnego w połączeniu ze zwykłą lodówką, moglibyśmy zbudować idealną lodówkę, która przekazywałaby 100J ciepła z chłodnicy do grzejnicy, bez wykonania pracy (Rysunek 15-6c). To narusza jednak sformułowanie drugie zasady termodynamiki w oparciu o zasadę działania lodówki. W rezultacie, jeżeli sformułowanie dotyczące maszyny cieplnej jest fałszywe, to również sformułowanie dotyczące lodówki też jest nieprawdziwe. Podobnie, jeżeli by istniała doskonała lodówka, to mogła by w połączeniu ze zwykłym silnikiem cieplnym posłużyć do konstrukcji idealnego silnika cieplnego. A zatem, jeżeli sformułowanie o lodówce jest fałszywe, to również fałszywe jest sformułowanie o silniku cieplnym. Z tego wynika, że jeżeli jedno z tych sformułowań jest prawdziwe, to drugie również musi być prawdziwe. Dlatego oba sformułowania są ekwiwalentne. 14-4 Silnik Carnota. Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki niemożliwe jest, aby silnik cieplny pracujący między dwoma zbiornikami ciepła miał 100% wydajności. Jaka, w takim razie, sprawność jest Wykład z fizyki, Piotr Posmykiewicz 186 największa do osiągnięcia dla takiego silnika? Odpowiedź na to pytanie dał w 1824 roku młody francuski inżynier Sadi Carnot. Miało to miejsce jeszcze przed sformułowaniem pierwszej i drugiej zasady termodynamiki. Carnot pokazał, że silnik odwracalny jest silnikiem najbardziej efektywnym z spośród tych, które mogą działać między dwoma dowolnymi zbiornikami ciepła. Żaden silnik działająca między dwoma danymi zbiornikami ciepła nie może być bardziej wydajny niż silnik odwracalny pracujący między tymi dwoma zbiornikami. Twierdzenie Carnota Silnikiem odwracalnym jest, zatem, silnik doskonały, pracujący z największą wydajnością. Odwracalny silnik pracujący cyklicznie między dwoma zbiornikami ciepła nazywa się silnikiem Carnota, a jego cykl nazywa się cyklem Carnota. Silnik Carnota jest Grzejnica o temperaturze T1 Rysunek 15-7 Chłodnica o temperaturze T2 Odwracalny silnik cieplny o współczynniku sprawności 40% usuwa 100J z grzejnicy, wykonuje 40J pracy i oddaje 60J do chłodnicy. Jeżeli ten sam silnik Załóżmy, że silnik Wypadkowy efekt pracy takiego silnika (c ) w pracuje w kierunku cieplny pracuje ze połączeniu z lodówką (b) jest taki sam jak odwrotnym jako sprawnością 45% - tzn. idealnego silnika cieplnego, który odprowadza 5J z lodówka, wtedy zostaje większą niż silnik chłodnicy i przekształca je w 5J całkowicie w pracę wykonana praca 40J, w odwracalny (a) bez jakichkolwiek innych efektów, co narusza celu odprowadzenia 60J drugą zasadę termodynamiki. Tak, więc, silnik z chłodnicy i odwracalny dostarczenia 100J do (a) jest silnikiem, który musi mieć największy grzejnicy. współczynnik sprawności ze wszystkich silników pracujących między tymi dwoma zbiornikami ciepła. silnikiem doskonałym, w którym współczynnik sprawności nie może być już polepszony. Rysunek 15-7 ilustruje twierdzenie Carnota z zastosowaniem przykładu liczbowego. Jeżeli żaden silnik nie może mieć większego współczynnika sprawności niż silnik Carnota, to wynika z tego, że silniki Carnota pracujące między dwoma takimi samymi zbiornikami Wykład z fizyki, Piotr Posmykiewicz 187 ciepła mają te same współczynniki. Ten współczynnik sprawności, zwany współczynnikiem sprawności Carnota, musi być niezależny od substancji wykonującej pracę w silniku i, w związku z tym, musi zależeć tylko od temperatur grzejnicy i chłodnicy. Przyjrzyjmy się co powoduje, że proces jest odwracalny lub nie. Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki, zamiana energii mechaniczną na energię cieplną w wyniku tarcia jest procesem nieodwracalnym, tak jak nie jest procesem odwracalnym proces przepływ ciepła z ciała cieplejszego do chłodniejszego. Trzeci typ nieodwracalności występuje, jeżeli układ przechodzi przez stany nierównowagowe, na przykład, gdy gaz podlega turbulencjom lub kiedy gaz wybucha. Aby proces był odwracalny musimy być wstanie przeprowadzić układ z powrotem poprzez takie same stany równowagowe, ale w odwrotnej kolejności. Z powyższych rozważań i przedstawionych sformułowań drugiej zasady termodynamiki możemy podać listę warunków, które muszą być spełnione aby proces był odwracalny: 1. Żadna praca nie może być wykonana przez siły tarcia, lepkości, lub inne siły dyssypatywne – wytwarzające ciepło. 2. Przewodzenie ciepła może odbywać się tylko izotermicznie. 3. Proces musi zachodzić tylko kwasi statycznie tzn. tak, aby układ był zawsze w stanie równowagi termodynamicznej ( lub nieskończenie blisko stanu równowagi) Warunki odwracalności. Dowolna przemiana, która narusza którykolwiek z powyższych warunków jest procesem nieodwracalnym. Większość procesów jest z swojej natury nieodwracalnych. Aby otrzymać proces odwracalny, musimy przyłożyć dużą wagę, aby wyeliminować tarcie i inne siły dyssypatywne i przeprowadzić go w sposób kwasi statyczny. Ponieważ nigdy nie może być to wykonane w sposób idealny, to proces odwracalny jest tylko pewną idealizacją, podobnie jak idealizacją jest ruch bez tarcia w mechanice. Tym niemniej, odwracalność w praktyce może być zrealizowane z dużym przybliżeniem. Możemy teraz zrozumieć cechy charakterystyczne cyklu Carnota, który jest cyklem odwracalnym między dwoma zbiornikami ciepła. Ponieważ całe przekazanie ciepła musi być izotermiczne, aby proces był odwracalny, to ciepło pobierane z ciepłego zbiornika musi być w całości absorbowane izotermicznie. Następnym etapem musi być kwasi statyczne adiabatyczne rozprężanie do niższej temperatury chłodnego zbiornika. Następnie ciepło jest Wykład z fizyki, Piotr Posmykiewicz 188 oddawane izotermicznie do chłodnicy. W końcu mamy kwasi statyczne adiabatyczne sprężanie do wyższej temperatury grzejnicy. W ten sposób cykl Carnota składa się z czterech odwracalnych etapów: 1. Kwasi styczne izotermiczne pobieranie ciepła z grzejnicy. 2. Kwasi styczne adiabatyczne rozprężanie się do niższej temperatury. 3. Kwasi styczne izotermiczne oddawanie ciepła do chłodnicy. 4. Kwasi styczne adiabatyczne sprężanie z powrotem do stanu początkowego. Etapy cyklu Carnota. Aby obliczyć współczynnik sprawności silnika Carnota musimy wybrać substancję o której posiadamy pewną wiedzę – gaz doskonały i obliczyć pracę wykonaną przez ten gaz w cyklu Carnota ( Rysunek 15-8 ). Ponieważ wszystkie cykle Qwch Carnota mają te same współczynniki sprawności Rozprężanie izotermiczne w T1 o niezależne od substancji roboczej, to nasz wynik będzie miał charakter ogólny. Współczynnik sprawności dla tego cyklu można Sprężanie adiabatyczne zapisać w postaci: Sprężanie izotermiczne w T2 Q 1 2 Q1 Rozprężanie adiabatyczne Qwych Rysunek 15-8 Ciepło Q1 jest pobierane w procesie izotermicznego rozprężania od stanu 1 do stanu 2. Ponieważ U 0 w procesie izotermicznego rozprężania gazu doskonałego, to dla izotermicznego rozprężania gazu doskonałego Q1 będzie równe pracy wykonanej przez gaz. 2 2 nRT1 V dV nRT1 ln 2 V V1 1 Q1 W pdV 1 Podobnie ciepło oddawane do chłodnicy jest równe pracy wykonanej nad gazem podczas jego izotermicznego sprężania w temperaturze T2 podczas przejścia od stanu 3 do 4. Praca ta ma tę samą wartość jak gdyby gaz rozprężał się od stanu 4 do 3. W rezultacie ciepło usunięte jest równe: Wykład z fizyki, Piotr Posmykiewicz Q2 nRT2 ln 189 V3 V4 15-4 Stosunek tych ilości ciepła wynosi: Q2 T2 lnV3 / V4 Q1 T1 lnV2 / V1 Możemy powiązać V1 ,V2 ,V3 ,V4 stosując równanie 14-32 TV 1 const Przy rozprężaniu od stanu 2 do 3 mamy: T1V2 1 T2V3 1 Podobnie podczas adiabatycznego sprężania od stanu 4 do stanu 1: T1V1 1 T2V4 1 Dzieląc te dwa równania przez siebie: 1 V2 V1 V 3 V4 1 a stąd V2 / V1 V3 / V4 i dlatego lnV2 / V1 lnV3 / V4 . W rezultacie równanie 15-4 upraszcza się i otrzymujemy: Q2 T2 Q1 T1 15-5 Ostatecznie współczynnik sprawności Carnota jest równy: 1 T2 T1 15-6 Współczynnik sprawności silnika Carnota. Równanie 15-6 pokazuje to co zauważyliśmy wcześniej: Współczynnik sprawności Carnota zależy tylko od temperatury grzejnicy i chłodnicy. PRZKŁAD Silnik parowy pracuje między zbiornikiem ciepłym o temperaturze 1000C = 373K i chłodnicą o temperaturze 00C = 273K. (a) Ile wynosi maksymalny współczynnik sprawności dla tego Wykład z fizyki, Piotr Posmykiewicz 190 silnika? (b) Jeżeli silnik pracuje w cyklu odwrotnym jako lodówka, to ile wynosi maksymalny współczynnik wydajności chłodniczej? Analiza. Maksymalny współczynnik sprawności to współczynnik Carnota dany równaniem 15-6. Jeżeli chcemy znaleźć WWC, to najłatwiej jest wybrać pewne wielkości ciepła pobranego i oddanego. Jeżeli silnik pobiera 100J z grzejnicy, to wykonuje pracę W = η( 100J ) i oddaje ciepło Q2 100 100 J . W rezultacie WWC = Qc/W. Maksymalny (a) C 1 współczynnik sprawności T2 273 K 1 0 ,268 26 ,8% T1 373 K dla cyklu Carnota: (b)1. Znajdź pracę wykonaną przez silnik W C Q1 0 ,268100 J 26 ,8 J jeżeli pobiera 100J: 2. Znajdź ciepło oddane: Q2 Q1 W 100 J 26 ,8 J 73,2 J 3. wynik Zastosuj WWC aby obliczyć WWC Q2 73,2 J 2 ,73 W 26 ,8 J kiedy silnik pracuje w kierunku odwrotnym: Uwaga. Nawet jeżeli ten współczynnik wydaje się dość mały, to jest największym współczynnikiem sprawności dla silnika pracującego między tymi temperaturami. Prawdziwy silnik będzie miał mniejszy współczynnik sprawności z powodu tarcia, przewodnictwa cieplnego i innych nieodwracalnych procesów. Podobnie prawdziwa lodówka będzie miała niższy współczynnik wydajności chłodniczej. W następnym rozdziale pokażemy, że WWC jest równy T2 / T (Równanie 15-9). Dla tych zbiorników T 100 K i WWC 273K / 100 K 2,73 Współczynnik sprawności, dlatego jest tak ważny, że określa nam górną granicę dopuszczalnej sprawności. Jeżeli, na przykład, silnik pracujący między dwoma zbiornikami o temperaturach 373K i 273K ma współczynnik sprawności 25%, to jest dobrym silnikiem. Jednak gdyby wyeliminować tarcie i inne nieodwracalne straty, to najwyższy współczynnik sprawności wyniósłby 26,8%, jak to wynika z przytoczonego powyżej przykładu.
![Lekcja7_Przemiany cieplne [tryb zgodności]](http://s1.studylibpl.com/store/data/000767750_1-d24a9cf79203d5ba0f158a23d0f568d6-300x300.png)
