Чем можно заменить тепловые двигатели
Перейти к содержимому

Чем можно заменить тепловые двигатели

  • автор:

Применение альтернативных видов топлива как способ решения экологических проблем тепловых двигателей

Тельпиз, Е. В. Применение альтернативных видов топлива как способ решения экологических проблем тепловых двигателей / Е. В. Тельпиз, В. М. Фомин. — Текст : непосредственный // Исследования молодых ученых : материалы XL Междунар. науч. конф. (г. Казань, июнь 2022 г.). — Казань : Молодой ученый, 2022. — С. 1-6. — URL: https://moluch.ru/conf/stud/archive/448/17227/ (дата обращения: 27.02.2024).

Автомобильный транспорт (АТ) относят к числу наиболее энергоёмких отраслей народного хозяйства нефтяного происхождения. На его долю приходится около двух третей производимого в стране жидкого нефтяного топлива, мировые и национальные запасы которого непрерывно сокращаются. Высокие темпы развития АТ вызывают значительный рост масштабов потребления жидкого топлива и заметное загрязнение атмосферного воздуха в крупных городах. К тому же автомобильный транспорт является достаточно мощным источником канцерогенов: бензапирена, его гомологов и несгоревших углеводородов. Повышение экологической безопасности современных АТС является одним из определяющих критериев развития автомобильного транспорта. Указанные выше причины обуславливают заинтересованность ведущих стран мира во внедрении в широкое использование альтернативного (неископаемого) топлива.

Цель и задачи исследования

Цель: исследование путей совершенствования экологических характеристик бензиновых ДВС, по средствам применения биологических видов топлива.

Задачи исследования:

– исследовать виды биологического топлива, с целью их примененияв работе двигателя

– исследовать эксплуатационные особенности биологических видов топлива

Актуальность исследования: заключается в разработке и исследовании перспективных путей повышения экологической безопасности и улучшения технико-экономических показателей, а именно:

– в разработке новых многозонных математических моделей сгорания биологических видов топлива и образования новых веществ

– в разработке рекомендаций по внедрению в эксплуатацию биологических видов топлива.

Воздействие тепловых двигателей на экологию

В нашей стране принят и действует закон РФ «Об охране окружающей среды», регламентирующий деятельность предприятий, сооружений и объектов, оказывающих отрицательное влияние на окружающую и природную среду. Для оценки экологических параметров применяют правила ЕЭК ООН, они устанавливают единообразие требований по оценке упомянутый параметров автомобильных транспортных средств и их двигателей. Стандарты в РФ, США и стран Европы предусматривают оценку выброса ВВ АТС (легковые автомобили, микроавтобусы и легкие грузовики) массой от 400 до 3500 кг с бензиновыми и дизельными двигателями при испытании их на динамическом стенде. В РФ контроль токсичности ОГ (отработавшие газы) автомобилей осуществляется также на динамическом стенде. Динамический стенд оборудован электронной системой, обеспечивающей по определенной программе изменение дорожного сопротивления и инерционными массами эквивалентными массе автомобиля. Автомобиль выбрасывает в атмосферу с отработавшими газами около 200 различных компонентов. «Частицы ОГ содержат сажу, металл, углеводородные компоненты топлива и масла, серу и воду. Значительная часть этих частиц приходится на сажу и металл. Предельно допустимое содержание вредных веществ в ОГ двигателей регламентировано правилами ЕЭК ООН № 49 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения двигателей в отношении выделяемых ими загрязняющих выхлопных газов». [1, c. 360]

Правила ограничивают весовое содержание СO, CmHn и NOx в ОГ в зависимости от развеваемой мощности и продолжительности работы.

Оксид углерода — это продукт неполного сгорания топлива, при горении можно заметить синий оттенок пламени с образованием диоксида углерода. В камере сгорания двигателя оксид углерода образуется при неудовлетворительном распыливании топлива, в результате холоднопламенных реакций, при сгорании топлива с недостатком кислорода.

Углеводороды отличаются крайне резким, неприятным запахом. В процессе фотохимических реакций углеводородов с оксидами азота образуется смог, что может вызвать рост легочных, а также бронхиальных заболеваний

Сернистые соединения — в свободной атмосфере сернистый газ через некоторое время окисляется до сернистого ангидрида или вступает во взаимодействие с другими соединениями, в частности углеводородами. «Окисление сернистого ангидрида в серный происходит в свободной атмосфере при фотохимических и каталитических реакциях. И в том и в другом случаях конечным продуктом является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде» [3, c. 350]. B сухом воздухе окисление сернистого газа происходит достаточно медленно. При наличии в воздухе оксидов азота скорость окисления сернистого ангидрида увеличивается независимо от влажности воздуха. Могут вызвать раздражительное действие на слизистые оболочки горла, носа и глаза человека.

Альтернативные виды топлива

Одним из возможных способов увеличения экологических свойств автомобилей, является переход на альтернативные виды топлива. Под определением «альтернативные топлива», в широком смысле можно понимать практически все вещества, которые могут гореть, а также с большей или меньшей вероятностью могут быть использованы вместо классических топлив из нефти и углей в двигателях внутреннего сгорания или в энергетических установках. Изначально одним из основных предназначений альтернативных видов топлива считалась замена ими топлив из традиционного нефтяного сырья, ресурсы которого ограничены. Вопрос исчерпаемости запасов нефти, а также необходимости перехода на другие виды топлива давно обсуждается в научном сообществе. Излишки нефтяных запасов, в каком-то смысле являлись расслабляющими факторами и об альтернативных видах топлива вспоминали только в крайнем случае.

Самыми перспективными для применения в двигателях внутреннего сгорания стали продукты ожижения углей, жидкие продукты их переработки и горючие газы, спирты, а также растительные масла.

Газообразное топливо — по сути один из немногих видов альтернативного топлива, для использования которого, у нас в стране решены технические и экологические проблемы. Главной трудностью при переходе автомобилей на газовое топливо стала необходимость создания профильной инфраструктуры: заводов, складов под хранилища, заправочных станций.

Сжатый природный газ , по составу является в основном метаном, вполне может использоваться в качестве моторного топлива, для этого необходимо осуществить относительно несложную переделку двигателя, а также автомобиля, которая представляет собой установку баллонов и внесение изменений в конструкцию системы топливоподачи. Из-за высокого значения октанового числа, природный газ является отличным топливом для двигателей, работающих по циклу Отто. Использование природного газа в дизельных двигателях осложнено высокой температурой самовоспламенения, а также низкого цетанового числа. Для преодоления затруднений, используют двухтопливную систему — небольшое количество дизельного топлива впрыскивается в камеру сгорания в качестве запального заряда, далее подается сжатый природный газ.

В связи с тем, что содержание углерода более низкое, по сравнению с нефтяным топливом (70 % в метане, 82— 91 % в бензинах), во время сгорания природного газа образуется меньше диоксида углерода. По той же причине и благодаря полному отсутствию в природном газе ароматических углеводородов в камере сгорания отлагается меньше нагара. Топливовоздушная смесь, приготовленная на основе природного газа, не содержит жидкой фазы, а, следовательно, равномернее распределяется по цилиндрам двигателя и не смывает с их поверхности смазку.

Спирты давно применяются в двигателях внутреннего сгорания. На данный момент времени, как правило используются в качестве топлива для гоночных автомобилей, так как увеличивают мощность двигателя при одновременном снижении температуры в камере сгорания. Благодаря более низкой температуре отработавших газов, интенсивному теплоотводу из цилиндров и более полному сгоранию, эффективный КПД двигателя, работающего на спиртах, выше, чем при работе на нефтяном топливе. Использование спиртов способствует снижению эмиссии продуктов неполного сгорания топлив, уменьшается сажеобразование в следствии чего повышается чистота деталей двигателя и топливной аппаратуры.

Но одновременно возрастают выбросы альдегидов, возможно увеличение эмиссии оксидов азота. Из спиртов преимущественное применение как топливо получили метанол и этанол.

Метанол достаточно эффективное топливо для двигателей с принудительным зажиганием благодаря его высокому октановому числу. Метанол, как правило используется в качестве самостоятельного топлива, а также в качестве добавки к бензину. Применение метанола дает возможность снизить токсичность выхлопных газов двигателя. Применение 100 % метанола не допускается из-за его высокой токсичности и агрессивности по отношению к конструкционным материалам. В результате проведения исследований смесей метанола и углеводородных топлив, было установлено, что в бензин можно вводить до 5 % безводного метанола, при этом бензометанольная смесь (БМС) остается гомогенной, если в нее не попадает влага.

Этанол при использовании в качестве добавки к топливам, как правило более эффективен, в отличии от метанола, это связано с тем, что он лучше растворяется в углеводородах и менее гигроскопичен. Фазовая стабильность этанолотопливных смесей выше, чем метаноло-топливных, но все равно требуется их стабилизация. Наиболее эффективными стабилизаторами являются алифатические спирты С4—C5, сивушные масла, оксиэтилированные ПАВ.

Простые эфиры основными преимуществами использования в качестве топлива, вместо спиртов являются: способность растворятся в топливах, они менее гигроскопичны и коррозионно агрессивны. Эфиры обычно являются добавками в автомобильные бензины. В последнее время наметился повышенный интерес к диметоксиметану, диметиловому и диэтиловому эфирам, в качестве компонентов дизельного топлива. По большей части это связано с их легкой воспламеняемостью в двигателе, а следовательно, и высокими цетановыми числами.

Заключение

Альтернативные виды топлива, обычно получают из сырья не нефтяного происхождения, применяют для сокращения потребления нефти. Одними из главных видов альтернативного топлива являются: сжиженные и сжатые горючие газы (метан); продукты их переработки и смеси с бензином, спирты, топливные смеси (водно-угольные); синтетическое жидкое топливо; водород. Биотопливо производится из органических материалов, таких как пшеница и соя.

Использование альтернативных видов топлива, на порядок экологичнее, при том, что их стоимость в объеме, равному одному литру бензина, составляет намного меньше.

  1. Ерохов В. И., Карунин А. Л. Газодизельные автомобили (конструкция, расчет, эксплуатация) -М.-Граф-Пресс, 2005.-560 с.,
  2. Ризниченко, Г. Ю. Математическое моделирование биологических процессов. Модели в биофизике и экологии: учеб. пособие для бакалавриата и магистратуры / Г. Ю. Ризниченко. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательство Юрайт, 2019. — 181 с.
  3. Фомин В. М., Атраш Рами, Хергеледжи М. В. «Совершенствование экологических качеств транспортного дизеля применением средств физикохимического воздействия на процессы рабочего цикла» //Известия МГТУ «МАМИ».- 2012.- № 2 (14).- т.1.-С.397–402.
  4. Луканин В. Н., Гудцов В. Н., Бочаров Н. Ф. Снижение шума автомобиля. — М.: Машиностроение, 2016. — 289 с.
  5. Зарубин B. C., Станкевич И. В. Расчет теплонапряженных конструкций. — М.: Машиностроение, 2015.-352 с.

Тепловые машины и их влияние на окружающую среду

Все про отходы и экологию

Тепловые машины – основа нашей индустриальной цивилизации. Они приводят в движение автомобили и корабли, вырабатывают ток на электростанциях, дают энергию для работы предприятий. Вместе с тем, использование тепловых машин – причина серьезных экологических проблем, которые становятся все острее.

Что такое тепловая машина

Тепловая машина (ТМ) – тип двигателя, преобразующий тепло в полезную работу. Он состоит из трех элементов:

  • нагревателя;
  • холодильника;
  • рабочего тела.

К тепловым машинам относятся все бензиновые и дизельные автомобильные моторы, паровые турбины и котлы, реактивные и ракетные двигатели.

Тепловые двигатели (ТД) распространены повсеместно: на транспорте, в энергетике, промышленности. Изобретение паровой машины привело к индустриальной революции XVIII-XIX столетий, радикально изменило облик нашего мира.

Как работает тепловой двигатель

Работа теплового двигателя основана на способности веществ расширяться при повышении температуры. В качестве рабочего тела в ТД используется газ, который нагревается за счет сжигания топлива.

Двигатель

Все ТМ работают циклически. Чтобы запустить подобную систему, температура нагревателя должна быть существенно выше, чем окружающей среды. При обратном ходе поршня температура газа понижается за счет холодильника. Им может служить охлаждающая жидкость или атмосфера.

Работа двигателя равна разности подведенного и отведенного тепла. Коэффициент полезного действия – это отношение работы к теплу, подведенному к системе. Принцип действия тепловых машин основан на 1-м и 2-м законе термодинамики.

Вредные вещества

Для работы тепловых двигателей чаще всего применяется ископаемое топливо или продукты его переработки: уголь, газ, мазут, бензин, керосин и др. Они никогда не сгорает на 100%, и остатки загрязняют окружающую среду.

Не меньший вред наносят продукты сгорания. При работе ТМ выделяются следующие виды вредных веществ:

  • сажа;
  • углекислый газ;
  • угарный газ;
  • оксид азота;
  • соединения свинца;
  • формальдегид;
  • бензол.

Атомные электростанции – также тепловые машины, в которых для нагревания рабочего тела используются ядерные реакции. Их эксплуатация связана с опасностью загрязнения окружающей среды радиоактивными материалами.

Ядерная электростанция

Виды загрязнений

Выбросы токсичных веществ – главный негативный фактор воздействия тепловых машин на окружающую среду.

В процессе сжигания топлива расходуется много кислорода, что приводит к уменьшению его количества в воздухе. В странах с развитой промышленностью двигатели и турбины потребляют кислорода больше, чем его успевают выделять растения.

Тепловое загрязнение

При работе любого двигателя внешнего или внутреннего сгорания выделяется много тепла, что приводит к «тепловому загрязнению».

Реактивный двигатель

За 2008 год все ТМ выработали примерно 125 ПВт/ч энергии. Учитывая их небольшой КПД, примерно столько же энергии рассеялось в виде тепла в атмосфере. Хотя это количество и не кажется слишком большим, но оно способно нарушить хрупкий температурный баланс атмосферы, запустив необратимые изменения.

Последствия для экологии

Тепловые машины – один из главных источников загрязнения окружающей среды. Экологические проблемы при использовании ТД носят комплексный характер – токсичные выбросы отравляют воздух, почву и воду.

Атмосфера принимает на себя первый удар. Тепловые машины ежегодно выбрасывают в окружающую среду около 60 млн тонн оксидов серы и примерно 200 млн тонн сажи. Количество окисей азота, соединений свинца, углеводородов также исчисляется миллионами тонн.

В мире эксплуатируется около 1 млрд автомобилей, на них приходится более половины ядовитых веществ, которые выбрасываются в атмосферу.

В 2018 году в атмосферу было выброшено 33,9 млрд тонн углекислого газа, что на 2% больше, чем годом ранее. Он считается одной из главных причин парникового эффекта и изменения климата.

Трафик и задымление

Выхлопные газы автомобилей – основной источник токсичного смога в крупнейших городах мира. Концентрация вредных веществ в воздухе мегаполисов может превышать норму в десятки раз.

Токсические вещества из атмосферы попадают в почву или воду. Они меняют их химический состав, что самым негативным образом сказывается на живых организмах.

Влияние на живые организмы

Турбина

Ядовитые выбросы, образующиеся при работе тепловых машин, разрушительно действуют на все живые организмы. Наиболее опасными считаются соединения свинца, азота, фенолы, углеводороды.

Например, свинец, который добавляют в моторное топливо, является сильнейшим канцерогеном. Аналогичными свойствами обладает хром, бром и их соединения.

Выбросы тепловых двигателей угнетают иммунную систему человека, приводят к дыхательным и сердечно-сосудистым заболеваниям.

Соединения азота и серы, вступая в реакции с влагой воздуха, образуют ядовитые кислоты. Именно они – причина кислотных дождей, которые убийственно действуют на почву и растительность.

Пути решения проблемы

Можно утверждать, что ТД породили современное индустриальное общество. При этом необходимость их замены с каждым днем становится все более очевидной. Тепловые двигатели и охрана окружающей среды плохо сочетаются друг с другом.

Электробус

Автобус на электрической тяге

Альтернативы для этого уже есть: тепловые электростанции можно заменить солнечными панелями, а автомобили с ДВС – электрокарами.

Такой переход потребует много времени и еще больше ресурсов, но результат оправдает эти затраты.

Теплоэнергетика

Предприятия теплоэнергетики следует вынести за границы населенных пунктов. От этого они не будут выделять в атмосферу меньше вредных веществ, но их концентрация в городах станет меньше.

Следует отказаться от наиболее «грязного» вида ископаемого топлива – каменного угля. Природный газ дает меньше выбросов сажи и других вредных веществ. Хорошей альтернативой является водород, однако технологии его получения и использования пока не отработаны.

Выбросы автомобилей

Вполне реально уменьшить вред, который окружающей среде и здоровью людей наносят автомобили с ДВС. Эффективным методом является жесткий контроль качества моторного топлива. Уже сегодня во многих странах запрещена продажа бензина с добавками свинца.

Существуют стандарты по количеству вредных веществ в выхлопных газах самих автомобилей. Они зависят от конструкции двигателя и системы зажигания, наличия нейтрализаторов.

Хорошим решением является перевод транспорта на различные виды природных газов.

Уменьшить загазованность в населенных пунктах позволяет правильная организация дорожного движения. Установлено, что большая часть выбросов происходит во время нахождения машин в «пробках».

Альтернативная энергетика

Инфографика (основные источники энергии)

«Зеленая» энергетика – мощный тренд последнего десятилетия. К ней обычно относят ветроэнергетику, солнечные панели, биогаз, приливные электростанции. Они известны человечеству давно, но только сейчас становятся экономически выгодными.

Доля «зеленой» энергии в мировой генерации с каждым годом увеличивается.

Защита атмосферы

Для защита атмосферы от вредных выбросов сегодня используется несколько методов. Чтобы уменьшить концентрацию выбросов, трубы делают выше. Куда более эффективно работают различные фильтры, улавливающие отходы. Однако такая очистка достаточно дорого стоит и также не дает полной гарантии.

Экологические проблемы использования тепловых машин и пути их решения

Экологические проблемы использования тепловых двигателей в последнее время стоят очень остро для разных стран мира. Прежде чем определить эффективные пути решения, нужно понять, что такое тепловые двигатели и как именно они пагубно отражаются на экологии.

Что такое тепловая машина

Тепловые машины — двигатели и более простые устройства, которые для выполнения определенных функций используют тепловую энергию. Этот термин довольно широк и включает в себя много разных механизмов.

Приборы, использующие тепло, постоянно окружают человека. Если кратко объяснить, то и холодильник можно отнести к подобным агрегатам. В нем тепло из холодильной камеры переносится в радиатор на задней стенке, чем незаметно греет в помещении воздух. Но холодильник не создает никаких вредных выбросов, в отличие от других тепловых машин.

Как работает тепловой двигатель

Экологические проблемы использования тепловых машин и пути их решения

Основывается работа теплового двигателя на способности веществ расширяться при повышении температуры. Как рабочее тело используется в тепловом механизме газ, нагреваемый за счет сжигания топлива.

Все агрегаты функционируют циклически. Для запуска такой системы температура нагревателя должна значительно превышать Т окружающей среды. При обратном ходе поршня температура газа понижается за счет холодильника.

Внимание!

Охладителем может выступать атмосфера или жидкость.

Работа двигателя — разность подведенного и отведенного тепла. КПД приравнивают к отношению работы к теплу, которое подведено к системе.

Экологические проблемы использования тепловых машин

Роль тепловых двигателей в экологии Земли довольно существенная. Так, при использовании этих агрегатов наблюдаются некоторые проблемы для окружающей среды.

Нагревание атмосферы

Экологические проблемы использования тепловых машин и пути их решения

Из-за этого происходит глобальное потепление и таяние ледников. Воздействие на экологию следующие:

  1. Загрязнение атмосферы азотными и серными веществами.
  2. Из воздуха выводится используется кислород.
  3. Происходит выделение углекислого газа.
  4. Более половины загрязнений воздуха происходит из-за транспортных средств — ежегодно выбрасывается 2-3 млн т свинца. В крупных городах именно выбросы являются причиной токсичного смога.
  5. Топливо полностью не сгорает, но в атмосферу выделяется примерно 200 млн т сажи, золы, 70 т оксида серы.

Из этого следует, что влияние тепловых двигателей на экологию бесспорно. И его нельзя назвать позитивным.

Последствия для экологии

Экологические проблемы использования тепловых машин и пути их решения

Один из основных источников окружающей среды — тепловые машины. Экологические проблемы при использовании этих агрегатов носят комплексный характер — из-за токсических выбросов происходит загрязнение земли, воды и воздуха.

Первый удар приходится на атмосферу. Каждый год из-за тепловых машин в грунт и воду попадают токсические вещества. В результате меняется их химический состав. Это пагубно отражается на живых организмах. Дополнительный негативный эффект также связан с составом дыма. Мелкодисперсная угольная пыль попадает в органы дыхания.

Ситуация с химическим составом выбросов автомобилей еще хуже. По этой причине у людей наблюдаются такие болезни, как злокачественные образования, обструктивные изменения и подобные. Тепловые двигатели и экология несовместимы, поскольку эти агрегаты вызывают кислотные дожди, разрушение озонового слоя и не только.

Влияние на живые организмы

Тепловые машины и экология, то как влияют эти механизмы на живые организмы — интересует все большее число людей на планете. Самыми опасными элементами из всего, что выделяется в окружающую среду, являются соединения свинца, фенола, азота и углеводорода.

Внимание!

Свинец, входящий в состав топлива для дизеля — сильный канцероген. Такие же свойства у хрома, брома, а также их соединений.

Из-за выбросов тепловых машин происходит угнетение иммунной системы человека, что провоцирует дыхательные и сердечно-сосудистые болезни. Соединения серы и азота, при реакции с влагой в воздухе, образуют токсичные кислоты. Именно они являются причиной кислотных дождей, которые пагубно отражаются на растительности и состоянии грунта.

Пути их решения

Решение проблем с пагубным воздействием тепловых механизмом включает:

  1. Модификацию уже существующих тепловых машин до состояния с максимально возможным сгоранием топлива и незначительными выбросами в атмосферу.
  2. Обновление и улучшение систем фильтрации, которое направлено на вторичное применение выхлопных газов. На этом принципе основывается создание тепловых двигателей с замкнутым циклом.
  3. Вынесение предприятий теплоэнергетики за пределы населенных пунктов. Конечно, выделение токсинов в атмосферу не уменьшится, но их концентрация в городах упадет.
  4. Отказ от применения каменного угля в пользу природного газа, который выделяет меньше сажи и прочих вредных веществ.
  5. Жесткий контроль качества моторного топлива. Многие страны уже запретили продавать бензин со свинцом.
  6. Правильную организацию дорожного движения. Оказалось, что большая часть выбросов происходит во время дорожных заторов.
  7. Применение альтернативной энергии, которая не связана с непосредственным горением топлива любого вида. Так, ТЭС заменить можно солнечными панелями, а дизельные и бензиновые авто – электрокарами.

Внимание!

Каменный уголь заменить можно и водородом, но технология его получения и использования до конца не разработана.

Необходимо понимать, что природу нужно беречь, в противном случае это чревато печальными последствиями. Проблемы в экологии, которые связаны с использованием тепловых двигателей, постоянно увеличиваются, поэтому необходимо их заменить, т. к. довольно плохо сочетаются подобные механизмы с охраной окружающей среды. Но для этого требуется большие затраты и немало времени.

Физика. 10 класс

§ 15. Тепловые двигатели. Принцип действия тепловых двигателей и их КПД. Экологические проблемы использования тепловых двигателей

Люди давно заметили, что при совершении механической работы внутренняя энергия тел может изменяться, и научились это использовать. Например, можно согреть руки, потерев ладони друг о друга, или добыть огонь трением одного куска дерева о другой. Гораздо больший промежуток времени понадобился человечеству, чтобы научиться использовать убыль внутренней энергии тел для совершения механической работы. Только во второй половине ХVIII в., сравнительно недавно по историческим меркам, появились первые практически полезные универсальные устройства для осуществления этой цели — паровые машины. Изобретение паровой машины, а впоследствии и двигателя внутреннего сгорания имело исключительно важное значение. Сейчас трудно представить нашу жизнь без автомобилей, самолётов, кораблей и других устройств, в которых убыль внутренней энергии сжигаемого топлива и его окислителя частично преобразуется в механическую работу.

Необратимость процессов в природе. Первый закон термодинамики допускает самопроизвольный переход энергии как от более нагретого тела к менее нагретому, так и наоборот. Важно только то, чтобы уменьшение внутренней энергии одного тела было равно увеличению внутренней энергии другого тела. На самом же деле самопроизвольный переход энергии от менее нагретого к более нагретому телу в природе не происходит. Например, невозможно наблюдать, чтобы при опускании холодной ложки в горячий чай ложка охлаждалась ещё больше, передавая некоторое количество теплоты горячему чаю. Как вы не раз убеждались на практике, всегда некоторое количество теплоты самопроизвольно переходит от горячего чая к холодной ложке, пока в системе «чай–ложка» не установится тепловое равновесие с одинаковой температурой во всех частях системы.

Утверждение, высказанное Р. Клаузиусом в 1850 г., о том, что невозможна самопроизвольная передача количества теплоты от менее нагретого тела к более нагретому, получило название второго закона термодинамики.

Второй закон термодинамики констатирует тот факт, что количество теплоты самопроизвольно может переходить только от более нагретых тел к менее нагретым.

Этот научный факт и определяет единственно возможное направление самопроизвольного протекания тепловых процессов — они идут в направлении к состоянию теплового равновесия.

Интересно знать

В холодильных установках процесс теплопередачи идёт от более холодного тела к менее холодному. У охлаждаемого продукта уменьшается внутренняя энергия, а значит, и его температура, и убыль внутренней энергии в виде количества теплоты передаётся в окружающую среду (с более высокой, чем у продукта, температурой). Но этот процесс передачи количества теплоты не самопроизвольный, он происходит за счёт работы двигателя компрессора холодильника.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *