Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat is de Kelvin Plank -verklaring?

De Kelvin-Planck-verklaring van de tweede wet van de thermodynamica is:

Het is onmogelijk om een ​​cyclisch bedieningsapparaat te bedenken dat, zonder enig ander effect, energie absorbeert uit een enkel thermisch reservoir en een equivalente hoeveelheid werk levert.

Deze verklaring betekent in wezen dat u geen eeuwige bewegingsmachine van de tweede soort kunt maken , die zou werken door continu warmte van een enkele bron om te zetten in het werk zonder andere wijzigingen.

Hier is een uitsplitsing van de verklaring:

* cyclisch bedieningsapparaat: Het apparaat werkt in een cyclus en keert na elke bewerking terug naar de initiële status.

* enkel thermisch reservoir: Het apparaat interageert alleen met een enkele warmtebron.

* absorbeert energie: Het apparaat haalt warmte van het reservoir.

* levert een equivalente hoeveelheid werk: Het apparaat produceert een hoeveelheid werk gelijk aan de geabsorbeerde warmte.

gevolgen van de Kelvin-Planck-verklaring:

* Warmte kan niet volledig worden omgezet in het werk: Er zal altijd wat afvalwarmte worden gegenereerd.

* Verwarmstromen van warm naar koud: Om warmte te laten stromen van een kouder naar een heter reservoir, moet extra werk worden verricht.

* Efficiëntiebeperkingen: De Kelvin-Planck-verklaring stelt een limiet vast voor de efficiëntie van warmtemotoren, waardoor de carnot-efficiëntie wordt gedefinieerd als de maximaal mogelijke efficiëntie.

illustratief voorbeeld:

Stel je een apparaat voor dat continu warmte uit de oceaan haalt en het omzet in elektriciteit om een ​​huis van stroom te voorzien. Dit apparaat zou de Kelvin-Planck-verklaring overtreden omdat het zonder enig ander effect warmte van een enkele bron zou omzetten in het werk.

De Kelvin-Planck-verklaring is een fundamenteel principe in de thermodynamica dat de richting van de energiestroom verklaart en beperkingen stelt op de omzetting van warmte in werk.