Drugi zakon termodinamike

Toplinski stroj

Toplinski stroj se sastoji od dva spremnika različitih temperatura (topliji i hladniji spremnik) između kojih je radno tijelo.

Prema drugom zakonu termodinamike toplinski stroj uzima toplinu iz spremnika više temperature. Dio te topline troši se na obavljanje rada, a drugi dio predaje spremniku niže temperature. Rad koji obavlja stroj jednak je razlici primljene i predane topline:

\( W = Q_1 - Q_2 \)

Korisnost toplinskog stroja definiramo kao omjer obavljenog rada \(W\) i primljene topline \(Q_1: \)

\( \eta = \frac{W}{Q_1} = 1 - \frac{Q_2}{Q1} = 1 - \frac{T_{niža}}{T_{viša}} \)

Perpetuum mobile druge vrste

Ne postoji toplinski stroj koji svu toplinu može pretvoriti u mehanički rad. Odnosno, ne postoji toplinski stroj koji radi samo sa spremnikom više temperature. Takav bi stroj imao korisnost 100%.

Toplina spontano može prelaziti samo s toplijeg spremnika na hladniji, ne i obrnuto. Da bi toplina prešla s hladnijeg tijela na toplije potrebno je uložiti dodatni rad. Odnosno, ne postoji stroj koji uzima toplinu spremnika niže temperature i predaje ju toplijem spremniku bez uloženog rada.

Hladnjak

Hladnjak je toplinski stroj koji uzima toplinu hladnijem spremniku i uz uloženi rad ju predaje toplijem spremniku.

Zadatci s državne mature: