TERMODINAMIKA II BIGARREN PRINTZIPIOA TERMODINAMIKA II 1 HELBURUAK

TERMODINAMIKA II: BIGARREN PRINTZIPIOA TERMODINAMIKA II 1

HELBURUAK 1. Entropia zer den jakin. 2. Termodinamikaren bigarren printzipioaren enuntziatuak ezagutu. 3. Prozesu itzulgarriak eta itzulezinak bereizi. 4. Prozesu-mota bietan entropiaren kalkulua menperatu. 5. Motore termikoa zer den jakin eta Carnot-en zikloa ezagutu. TERMODINAMIKA II 2

AURKIBIDEA 1. Hitzaurrea. 2. Entropia: Termodinamikaren bigarren printzipioa. 3. Prozesu itzulgarriak eta itzulezinak: entropia aldaketen kalkulua. 4. Bigarren printzipioaren beste adierazpenak: Clausius-ena eta Kelvin-Plank-ena 5. Motore termikoak. Carnot-en motorea. TERMODINAMIKA II 3

Hitzaurrea Prozesu fisikoek Termodinamikaren lehen printzipioa betetzen dute: edozein prozesutan energiak konstante dirau. Esperientziak dioenez, beste printzipioa bat betetzen dute: Bigarren printzipioak lehen printzipioarekin adosgarriak diren prozesuen artean, egoera fisiko errealetan zeintzuk gerta daitezkeen adierazten du. TERMODINAMIKA II 4

Entropia Sistema bat oreka termodinamikoan badago, bere egoera makroskopikoa ez da aldatzen, baina ikuspegi mikroskopikotik bere egoera etengabe aldatzen ari da Definizioz, W pisu estatistikoa hauxe da: egoera termodinamiko batekin bateragarri diren egoera mikroskopikoen kopurua. Definizioz, sistemaren entropia, ondokoa da: S egoera-funtzio bat da. TERMODINAMIKA II 5

Prozesu itzulgarriak eta itzulezinak Isolatuta ez dagoen sistema termodinamiko baten oreka-baldintzak hausten badira, sistemak oreka-egoera berri batera eboluzionatu egiten du, bere ingurunean aldaketak sortuz. Prozesu fisiko erreal batean, ez da posible sistema eta ingurunea euren hasierako egoeratara bueltatzea: prozesua itzulezina da. Imajina dezagun prozesu ideal itzulgarria: kuasiestatikoa eta efektu disipatiborik gabekoa. Prozesu honekin, sistemaren entropia-aldaketak, kalkula daitezke, i eta f egoeren artean : Aktibitateak: 8. ariketa TERMODINAMIKA II 6

Bigarren printzipioa Prozesu fisiko posible guztietan, isolatutako sistema baten entropia beti handitu egiten da: CLAUSIUS-en adierazpena: Ez dago prozesu fisiko posiblerik zeinen efektu bakarra beroa tenperatura baxuagoko foku batetik tenperatura altuagoko beste foku batera eramatea den. KELVIN-PLANK-en adierazpena: Ez dago prozesu fisiko posiblerik zeinen efektu bakarra foku baten energia termikoa lan bilakatzea den. TERMODINAMIKA II 7

Motore termikoak Foku batetik energia termikoa ateratzen eta lan bilakatzen duten dispositiboak dira. Lan egiteko, gutxienez bi foku behar dituzte. Foku beroa T Motorea Foku hotza T’ Etekina: TERMODINAMIKA II 8

Carnot-en motorea Carnot-en zikloa: bi fokuen arteko prozesu zikliko itzulgarria. Bi prozesu isotermoak eta bi adiabatikoak dauzka. P T T’ V Carnot-en motorea: motore termiko honetan sistemak Carnoten zikloa jarraitzen du. Bere etekina maximoa da: Aktibitateak: 3. ariketa TERMODINAMIKA II 9