§ 15. Цеплавыя рухавікі. Прынцып дзеяння цеплавых рухавікоў і іх ККД. Экалагічныя праблемы выкарыстання цеплавых рухавікоў
Людзі даўно заўважылі, што пры выкананні механічнай работы ўнутраная энергія цел можа змяняцца, і навучыліся гэта выкарыстоўваць. Напрыклад, можна сагрэць рукі, паціраючы далоні адна аб адну, або здабыць агонь трэннем аднаго кавалка дрэва аб другі. Значна больш часу спатрэбілася чалавецтву, каб навучыцца выкарыстоўваць змяншэнне ўнутранай энергіі цел для выканання механічнай работы. Толькі ў другой палове ХVIII ст., параўнальна нядаўна па гістарычных мерках, з’явіліся першыя практычна карысныя ўніверсальныя прылады для ажыццяўлення гэтай мэты — паравыя машыны. Вынаходства паравой машыны, а пасля і рухавіка ўнутранага згарання мела выключна важнае значэнне. Цяпер немагчыма ўявіць наша жыццё без аўтамабіляў, самалётаў, караблёў і іншых складаных канструкцый, у якіх змяншэнне ўнутранай энергіі паліва пры згаранні і яго акісляльніка часткова пераўтвараецца ў механічную работу.
Незваротнасць працэсаў у прыродзе. Першы закон тэрмадынамікі дапускае самаадвольны пераход энергіі як ад больш нагрэтага цела да менш нагрэтага, так і наадварот. Мае значэнне толькі тое, каб памяншэнне ўнутранай энергіі аднаго цела было роўнае павелічэнню ўнутранай энергіі другога цела. На самай справе самаадвольны пераход энергіі ад менш нагрэтага да больш нагрэтага цела ў прыродзе не адбываецца. Напрыклад, немагчыма назіраць, каб пры апусканні халоднай лыжкі ў гарачы чай лыжка ахалоджвалася яшчэ больш, перадаючы пэўную колькасць цеплаты гарачаму чаю. Як вы не раз пераконваліся на практыцы, заўсёды пэўная колькасць цеплаты самаадвольна пераходзіць ад гарачага чаю да халоднай лыжкі, пакуль у сістэме «чай — лыжка» не ўстановіцца цеплавая раўнавага з аднолькавай тэмпературай ва ўсіх частках сістэмы.
Сцвярджэнне, выказанае Р. Клаўзіусам у 1850 г. пра тое, што немагчымая самаадвольная перадача колькасці цеплаты ад менш нагрэтага цела да больш нагрэтага, атрымала назву другі закон тэрмадынамікі.
Другі закон тэрмадынамікі канстатуе той факт, што колькасць цеплаты самаадвольна можа пераходзіць толькі ад больш нагрэтых цел да менш нагрэтых.
Гэты навуковы факт і вызначае адзіна магчымы напрамак самаадвольнага праходжання цеплавых працэсаў — яны ідуць у бок да стану цеплавой раўнавагі.
Цікава ведаць
У халадзільных устаноўках працэс цеплаперадачы ідзе ад больш халоднага цела да менш халоднага. У прадукта, які ахалоджваецца, памяншаецца ўнутраная энергія, а значыць, і яго тэмпература, і змяншэнне ўнутранай энергіі ў выглядзе колькасці цеплаты перадаецца ў навакольнае асяроддзе (з больш высокай, чым у прадукта, тэмпературай). Але гэты працэс перадачы колькасці цеплаты не самаадвольны, ён адбываецца за кошт работы рухавіка кампрэсара халадзільніка.