תרמודינמיקה תל חי

בתהליך אדיאבטי שינוי האנטרופיה של הסביבה הוא אפס, כי רק אנטרופיית הסביבה מחושבת עם "החום בפועל". בכדי שהשינוי באנטרופיה של המערכת יהיה אפס צריך שיהיה מסלול של התהליך שמביא אותנו מנקודת ההתחלה לנקודת הסיום שיהיה גם הפיך (בנוסף לאדיאבטי, כפי שמתבקש בשאלה). האנטרופיה של היקום לא תשתנה כשהשינויים באנטרופיה של המערכת והסביבה יהיו שווים בגודלם והפוכים בסימן שלהם... הווה אומר- אנטרופיה של המערכת תגדל בדיוק באותה מידה שהאנטרופיה של הסביבה תקטן- או ההיפך. מצב כזה הוא למעשה תהליך הפיך (גם אם הוא לא אדיאבטי), או במילים פשוטות- שיווי משקל! התשובה הנכונה היא: "לא נכון"

ראה חומר הקורס. צריך את שינוי באנטרופיית היקום! התשובה הנכונה היא: "לא נכון"

ראה פרק 4, פסקה בנושא "תרמודינמיקה של קירור", BOX 4.1, עמודים 98-99 בדפי הספר הסרוקים, פרק 4. קריאת חובה (חומר שבהחלט עשוי להופיע במבחן) עליה ב"מחיר" ובצריכת החשמל היא כתלות בהפרש הטמפרטורות בין "בחוץ" ו"בפנים", בריבוע. פעם אחת ההפרש משפיע דרך מקדם הביצוע, ופעם שניה מכיוון שקצב זליגת החום פרופורציוני להפרש הטמפרטורות. זאת אומרת שבדוגמא של השאלה- הפער במחירים יהיה פי 1.5 בריבוע (פי 2.25). במציאות- ההבדל גדול אמנם- אך פחות מכפי שעולה מהשיקולים התאורטיים. התשובה הנכונה היא: "נכון"

b. מקדם ביצוע בחימום לא יכול להיות קטן מאחד מוזר, אבל מקדם ביצוע בחימום תמיד יהיה גדול מאחד. מכיוון שהעבודה שאנחנו נשקיע תמיד תעביר כמות מסויימת של חום (גם אם קטנה) מהאזור הקר לאזור החם, הרי שהחום המועבר לאזור החם תמיד יהיה יותר גדול מהעבודה המושקעת. ראה נוסחאות בכדי להדגיש זאת. הרי מדובר על כמות החום שמצליחים להכניס למאגר החם, ביחס לכמות העבודה מושקעת c. מחזור קרנו לחימום פועל עקרונית זהה לחלוטין ממחזור קרנו לקירור מבחינת השלבים והכוון, וההבדל הוא רק בנקודת ההסתכלות. זה אותו מחזור בדיוק! כל מה שחשוב להגדרת הקירור או החימום הוא "אזור העניין". במקרר מעניין אותנו לסלק חום מהאזור הקר. במזגן שמחמם מעניין אותנו להכניס חום לאזור החם. את שני הדברים מקבלים למעשה מאותו מתקן.

לגבי השניים הראשונים אמנם אין שינוי בהם (בהנחה שמדובר על גז אידיאלי, עם פיי טי וג'אול טומסון שואפים לאפס). לגבי האנטרופיה, כשגז משנה את הנפח שלו תוך שמירה על טמפרטורה, תפזורת האנרגיה (קרי- האנטרופיה!) בוודאי משתנה. התשובה הנכונה היא: "נכון"

c. ניתן לקבוע שיחס הנפחים בין תחילה וסוף בשלבים שתיים וארבע שווים, על בסיס כך שהשלבים אדיאבטיים, הפיכים, ומדובר בגז אידיאלי השוואה מתבססת על כך ששלבים שתיים וארבע אדיאבטיים וגם הפיכים, וגם בגז אידיאלי. הדרישה של אדיאבטיות וגז אידיאלי בלבד איננה מספיקה. וחייבים להדגיש גם את נושא ההפיכות (או לפחות "לחץ בפנים שווה ללחץ בחוץ") g. גז לא אידיאלי יניב במחזור קרנו אותה יעילות כמו גז אידיאלי ראה עמוד 97 בדפים מהספר הסרוקים של אטקינס. אם גז אידיאלי היה שונה מגז "אמיתי" היינו יכולים לעקוף את החוק השני בעזרת שני מחזורים עם שני גזים שונים, שלאחת יעילות "מעט טובה יותר" מאשר לשני. ראה שקף והסבר בספר בנושא.

המשפט מתאר את המתרחש במעבר מנוזל לגז. כמובן שלא תמיד האמדן יהיה מדוייק- כאשר יש אינטרקציות חזקות בפזה הנוזלית (קשרי מימן, קוהזיה) יתקבל אמדן שגוי התשובה הנכונה היא: "נכון"

היא נותנת את מקסימום העבודה שאיננה עבודת התפשטות- קרי, עבודה חשמלית, או עבודה מכנית, עבודה ביולוגית..... זה היתרון הגדול שלה- שמאפשרת לקבל כמה עבודה תהליך מסוגל להפיק לצרכים שונים. ראה הוכחה בעמוד 110-111 התשובה הנכונה היא: "לא נכון"