热力学第二定律的应用:第2部分:冰箱

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另一个重要的应用热力学第二定律是在冰箱和热泵中发现的,它们是基于反卡诺循环原理或反卡诺定理。热力学第二定律说,热量只能从高温热源流向低温热源,但是,如果你想把热量从低温热源转移到高温热源,那么就必须提供外部做功。

最初的卡诺循环对应于产生功的热机。在这个循环过程中,热量从高温热源吸收并释放到低温热源,做功。在反卡诺循环中,功供给循环,热量从低温热源传递到高温热源。这正是热力学第二定律所说的。

在我们的冰箱中,冷冻室通过将热量排出并将其扔到温度较高的大气中来保持低温。这不是自动发生的,我们必须提供用于运行冰箱压缩机的电力。

同样的原理也适用于空调和热泵。当室外温度很高时,空调通过将低温室内的热量带走,帮助保持室内凉爽。热泵是用来在室外温度很低时,通过吸收大气中的热量并供应给房间来保持房间热的。

在热机卡诺循环中,热库与低温库的温差越大,循环中做功越大。在热机逆卡诺循环中,低温库与高温库的差越大,循环中所需要的功就越大。

汽车上使用的发动机和冰箱、空调和热泵中使用的压缩机似乎构成了热力学第二定律在我们日常生活中的主要应用。然而,事实是这些只是热力学第二定律无数应用中的一小部分。最近BBC转播了一个有趣的节目,解释了热力学第二定律的范围。这个程序的录制版本是可用的在这里

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