サーモダイナミクスの第二の法則は、分離されたシステムにエントロピーが常に増加する状態を述べています。この原則は、発電および加熱、換気、および空調(HVAC)システムを含む、さまざまな分野における実用的な影響を持っています。実際の例を理解することは、この法律が効率とシステム設計にどのように影響を及ぼすかを説明します。

発電事業

発電所では、第二の法則では、熱サイクルが100%効率性であることができる理由を説明しています。例えば、蒸気タービンでは、熱は高温の源から低温のシンクに転送されます。一部のエネルギーは、廃棄物熱として常に失われ、エントロピーが増えています。

サイクルプラントを組み合わせることで、廃棄物熱を利用して、さらなる電力を発電します。これらの進歩にもかかわらず、第2の法則は、あらゆる火力発電所の最大の達成効率を制限します。

HVACシステム

屋内空間から外環境に熱を移すことでHVACシステムが作動します。第2の法則では、熱が自然に温暖化から冷却エリアに流れ、この流れを逆転させるための機械的な作業を必要としている理由を説明します。

ヒートポンプでは、例えば、コンプレッサは、冷間屋外空気から温暖な室内空間に熱を移動するエネルギーを使用しています。このプロセスは、他の場所でエントロピーを増加させる費用で、ローカルに減少させる関与として、第二の法則を示しています。

効率の制限

第二の法則は、エネルギーシステムの効率性に関する基本限界を設定します。発電所やHVACシステムでは、有用な作業に変えることができない、廃棄物熱として、いくつかのエネルギーが常に失われています。

  • 発電所の廃棄物熱
  • HVACシステムでの熱伝達
  • タービンおよび圧縮機の不必要なプロセス
  • 摩擦および抵抗によるエネルギー損失