İSTİLİk energetikasi

1.11. Termodinamikanın ikinci qanunu
Termodinamikanın ikinci qanununa görə istiliyin soyuq cisimdən isti cismə öz-özünə keçməsi mümkün deyil.

Kursun əvvəlində baxdığımız termodinamikanın birinci qanununa görə mexaniki iş əldə etmək üçün enerji mənbəyi olmalıdır. Lakin termodinamikanın ikinci qanununa görə istilik maşınının bir enerji mənbəyi ilə işləyə bilməsi mümkün deyil. Yəni onun işləməsi üçün azı iki enerji mənbəyi olmalıdır: biri isti, digəri soyuq.

Bunu isbat etmək üçün şəkil 1.17-də təsvir olunmuş tsikl üzrə işləyən ideal düz maşının bir enerji mənbəyi ilə işləməsini nəzərdən keçirək.

Tutaq ki, E mənbəyin temperaturu (T_m – tsiklin maksimum temperaturudur). Belə olduğu halda tsiklin “amb” hissəsi əmələ gəlməsi mümkündür. Tsikln “bna” hissəsində q₂ qədər istilik həmin mənbəyə atılmalıdır. Bunun üçün olmalıdır,buda qəbul etdiyimiz şərtinə ziddir. Deməli tsiklin “bna” hissəsinin əmələ gəlməsi üçün ikinci mənbə lazımdır. Termodinamikanın ikinci qanununun riyazi şəkilə salınması Klauziusa məxsusdur. O, belə nəticəyə gəlmişdir ki, dönən qapalı prosesdə təbii çevrilmələrlə qeyri-təbii çevrilmələrin cəbri cəmi sıfra bərabərdir, yəni

Işin istiliyə çevrilməsi təbii çevrilmə, istiliyin işə çevrilməsi isə qeyri-təbii çevrilmədir.

Real maşınlar üçün

Inteqral altında olan ifadəni Klauzius entropiya adlandırıb

s – entropiyadır (“en” – daxili; “trope” – çevrilmə deməkdir).

(1.75) ifadəsinə əsasən yaza bilərik ki,

Bu da açıq proseslərdən ötrü termodinamikanın ikinci qanunudur. Entropiyanın ölçü vahidi .

Şəkil 1.18 – də göstərilən 1a2; 1b2 və 1c2 proseslərdə entropiya dəyişməsi eynidir, prosesin başlanğıc və son nöqtəsnin parametrlərindən aılıdır, prosesin gedişindən, yəni formasından asılı deyil.