Den andra huvudsatsen

FörberedandeFysik

Versionen från 7 december 2009 kl. 10.53

Termodynamikens andra huvudsats

Den andra huvudsatsen har fått några olika formuleringar och den leder till flera betydelsefulla resultat. Man kan visa att alla de olika formella formuleringar av den andra huvudsatsen leder till exakt samma resultat.

Fransmannen Sadi Carnot visade 1824 att:

Arbete kan erhållas av värme genom att låta värmet falla till en lägre temperaturnivå.

Jämförelsen med ett vattenfall är bra men haltar lite ...

Lord Kelvin och senare nobelpristagaren Planck arbetade vidare med Sadi Carnots insikter och skrev:

, adlad till Lord Kelvin, var en av pionjärerna inom den moderna fysiken. Klicka på länken för att läsa mer om honom och hans revolutionerande idéer.

Max Planck fick nobelpriset i fysik 1918. Klicka på länken för att läsa mer om honom på Nobelstiftelsens hemsida

Ingen motor kan någonsin omvandla allt tillfört värme till utfört arbete.

Fransmannen Sadi Carnot visade 1824 att:

Arbete kan erhållas av värme genom att låta värmet falla till en lägre temperaturnivå.

Det är helt enkelt omöjligt att konstruera fullkomliga motorer och kraftverk som omvandlar 100% av energin i bränslet till nyttigt arbete.

Läs mer om Max Planck

Läs mer om Lord Kelvin

Den tyska vetenskapsmannen Rudolf Clausius skrev den andra huvudsatsen i en mycket intressant form;

Värme förs aldrig från en kallare kropp till en varmare kropp helt av sig själv.

Klicka på länken för att läsa mer om Rudolf Clausius

Denna formulering känns alldeles självklar och den leder strängt logiskt till de andra formuleringarna.

Läs mer om Rudolf Clausius

Läs om följderna av den andra huvudsatsen

Den första huvudsatsen hävdar att energi är bevarad när det omvandlas mellan värme och arbete men den säger ingenting om åt vilket håll omvandlingen sker.

Den andra huvudsatsen hävdar att omvandlingen av värme till arbete är helt väsensskild från omvandlingen av arbete till värme.

Det överensstämmer bra med vår vardagliga erfarenhet. Männsikor har länge använt friktion för att tända eld och nu använder vi (tyvärr) direktverkande el för att värma hus.

Allt 'arbete' kan lätt omvandlas till värme. Men motorer och kraftverk har verkningsgrader som ligger oftast under 50%.