熱力学の第二の法律は、分離されたシステムの総エントロピーが時間をかけて減少できないと述べています。この原則は、特に熱伝達とエネルギー効率を伴うシステムにおける機械設計の多くの側面に影響を及ぼします。現実世界のアプリケーションを理解することは、より効果的で持続可能な機械システムの設計に役立ちます。

ヒートエンジンと効率性

熱エンジンは、熱エネルギーを機械的作業に変えます。第二の法律は、エンジンが損失なしですべての熱を仕事に変えることができるので、効率を制限します。 Carnotエンジンは、2つの熱貯蔵庫間の最大限の効率を実証する理論的なモデルです。 車のエンジンや発電所などの実エンジンは、エントロピーの増加とエネルギーの消滅のためにこの限界の下で動作します。

冷凍・ヒートポンプ

冷凍システムは、作業入力を必要とする、クーラースペースからウォーマー1に熱を転送します。 2番目の法律では、熱から風邪に自然に流れ、冷房システムは、この流れを逆にエネルギーを必要とする理由を説明しています。 ヒートポンプは、建物を加熱するために使用される、また、効率的に熱を移動するためのこの原則に依存します。

機械部品にEntropy

タービン、コンプレッサー、エンジンなどの機械的コンポーネントは、摩擦、摩耗、熱損失による不適切な増加を経験します。これらの効果は、システム効率を時間とともに削減します。エンジニアは、エントロピーの生産を最小限に抑え、長寿と性能を改善するためにコンポーネントを設計します。

  • 熱交換器
  • 燃焼エンジン内部
  • 冷凍サイクル
  • 発電所