Proceset e kthyeshme dhe te pa kthyeshme. Parimi i dyte i termodinamikes

LENDA: Fizikë
TE NJOHIM:
6.3. Proceset e kthyeshme dhe te pakthyeshme. Parimi i dyte i termodinamikes.
-Proces termodinamik quajme kalimin e sistemit termodinamik nga nje gjendje ne tjetren. Nese vlerat e te gjithe parametrave te sistemit ne gjendjen fillestare jane te barabarta me ato te gjendjes perfundimtare, procesi quhet rrethor ose i mbyllur.
-Qka ndodh kur bien ne kontakt dy trupa ne temperatura te ndryshme? Kur sistemi arrin ekuilibrin termodinamik? A mund te kthehet sistemi vetvetiu ne gjendjen paraprake? Si realizohen proceset termodinamike etj.?
-Proceset termodinamike mund te jene te kthyshme (reversibile) dhe te pa kthyeshme (ireversibile). Proces i thyeshem quhet ai qe permbush keto kushte:
A. mund te kryhet lehte ne dy kahet e kunderta
B. ne secilin prej rasteve sistemi kalon neper gjendje te mesme te njejte.
C. pas kryerjes se drejte dhe reciproke te procesit sistemi dhe trupat rrethues kthehen ne gjendjen fillestare.
-Qdo proces qe nuk e ploteson vetem nje nga kushtet e permendura, konsiderohet proces i pakthyeshem. Te gjitha proceset termike kuazistatike (kuazi - pothuajse, gati) jane te kthyeshme.
Po permendim disa shembuj te proceseve te kthyeshme : levizja e planeteve, lekundjet e paamortizuara, goditjet elastike, cilki i makinave termike. Kurse shembuj te proceseve te pakthyeshme jane: lekundjet a amortizuara, goditjet joelastike, proceset me ferkim, difuzioni etj.
-Ne natyre nuk ka sistem absolutisht te mbyllur, sepse ne qdo sistem real veprojne forcat e ferkimit. Ne natyre, po ashtu, nuk ka sistem absolutisht kurazistik, sepse te gjitha proceset termike kryhen me shpejtesi te caktuar. Nga kjo rrjedh se te gjitha proceset reale ne natyre jane te pakthyeshme.
-Sipas parimit te pare te termodinamikes nxehtesia qe i jepet sistemit harxhohet ne pune, pjesrisht ne ndryshimin e energjise se brendshme. Ai parim, po ashtu, lejon qe antaret e veqante ne shprehje (2), ne pune dhe ne ndryshimin e energjise se brendshme, jane te barabarta me zero.

-Sipas parimit te pare te termodinamikes krejt nxehtesia qe i jepet sistemit mund te transferohet ne pune mekanike ose ne ndryshimin e energjise se brendshme e asgje tjeter te mos ndodhe me sistemin.

-Nga pervoja dime se, megjithate, nje gje e tille nuk mund te ndodhe ne natyre. Mund te numrohen shume procese qe do te ishin ne pajtim me parimin e pare te termodinamikes, e megjithate nuk ndodhin. Po permendim vetem dy.
-Nese dy trupa ne temperatura te ndryshme bien ne kontakt, nxehtesia gjithnje kalon nga trupi me i nxehur ne trupin me te ftohte. (fig 6.5a)
-Kurre nuk edhte verejtur kalimi i nxehtesise nga trupi i ftohte ne trupin e nxehte pa kryerjen e punes. Mirepo, eshte i mundur kalimi i nxehtesise nga trupi i ftohte ne trupin e nxehte nese kryhet pune ne sistem, ne kete parim bazohet puna e mjeteve ftohese. (f 6.5b)
Qka do te vereni nese terhiqet trupi neper nje siperfaqe te vrazhde? Si behet transformimi i punes mekanike ne nxehtesi? Pse kur eshte ftohte i ferkojme duart? Pse gjate dimrit veshim rroba me te trasha?
Natyrisht se nxehtesia e krijuar me ferkim ngroh trupin dhe mjesisin jetesor. E pamundur eshte te paramendohet procesi i anasjellte, ne te cilin trupi dhe mjedisi jetesor vete te ulin temperaturen e ate ndryshim te shkaktuar te nxehtesise ta perdorin per levizjen e trupit, do te thote per mundesi te kryerjes se punes.
Nga pervoja dime se mund te realizohen te gjitha proceset e paraqitura ne fig. 6.5. Ne te gjitha rastet shqyrtojme kalimin e nxehtesise midis dy trupave, dy burime nxehtesie me temperatura te ndryshme, T1 > T2 dhe puna qe kryhet me ate rast. Se proceset a) dhe b) mund te kryhen jane ilustruar me shembuj qe u permenden me larte. Proceset ne te cilat nxehtesia bartet nga burimi i nxehte ne burimin e ftohte, e me ate rast te kryhet pune ne rrethine, nuk jan te rralla. Ne baze te atyre proceseve punojne aparatet e nxehtesise. Ne makinen e avullit, avulli eshte ne temperaturen T1 dhe duke kaluar ne temperaturen T2 kryen nje pune ë (fig. 6.5c). Procesi i kundert realizohet ne frigorifer; nxehtesia me punen e motorit bartet nga brendia ne rrethine (nga frigoriferi ne rrethine fig. 6.5d)
-Proceset qe nuk mund te ndodhin jane treguar ne fig. 6.6. Prandaj, perveq Ligjit te pare te termodinamikes, i cili flet per nxehtesine si energji edhe per ruajtjen e energjise, eshte i nevojshme edhe nje ligj i cili flet per drejtimin e zhvillimit te procesit. Njohja se proceset e prezentuara ne fig. 6.6 jane te parealizushme paraqet ligjin shtese. Mund te tregohet nga pervoja se si eshte i pamundur procesi a) del se eshte i pamundur edhe procesi b) dhe anasjelltas.
-Prandaj, Parimi i Dyte i Termodinamikes mund te formulohet keshtu:
-Nxehtesia rrjedhe spontanisht nga objekti (trupi) i nxehte me ate te ftohte, por jo edhe anasjelltas. Eshte e pamundur per sisteme ciklike transportimi i nxehtesise nga trupi me temperature te ulet, ne trupin me temperature te larte, pa kryer pune nga jashte ne sistem.
-Parimi i Dyte i Termodinamikes na bene me dije se eshte e pamundur qe te shfrytzohet energjia termike perderisa ajo te mund te rrjedhe nga vendi me temperature me te ulet.
-P.sh. uji i oqeaneve ka vlere te madhe te energjise temike. Mirepo, ne nuk mund ta perdorim ate energji perderisa nuk gjendet vendi i ftohte ne te cilin ajo do te rrjedhe. Si rezultat , per te gjitha qellimet, energjia temike akumulohet ne oqeane eshte e paperdorshme per njeriun.

Te diskutojme
1.Te diskutohen proceset e lejuara dhe te ndaluara.
2.Pse trupat duke u ftohur vetvetiu nuk mund te kryehne pune.
3.Analizonimire formulimin e Parimit te Dyte te termodinamikes.

Mbani ne mend
-Parimi i dyte i termodinamikes me saktesisht e permbush ligjin e ruajtjes se energjise.
-Ne proceset ne te cilat nxehtesia bartet nga burimi i nxehte ne burimin e ftohte mund te kryhet pune ne rrethine.