Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

7 frågor/svar hittade

Värme [20290]

Fråga:
Hej!

Jag undrar vad termodynamikens andra huvudsats egentligen säger. Som jag har förstått det så minskar exergin (arbetsförmågan i energin) vid varje energiomvandling. Detta förstår jag inte riktigt hur det är möjligt, om vi tänker oss en maskin som består av ett stort förstoringsglas som skiner på en vätskebehållare en solig dag. Det är 20 grader utomhus och vätskan kokar vid 50 grader. Förstoringsglaset samlar ihop solstrålarna vilket gör vätskebehållaren mycket varm och vattnet förångas. Ångan leds genom ett rör som det finns en turbin i som snurrar och ger el. Vätskan kondenseras sedan högre upp i röret och rinner tillbaka genom ett annat rör tillbaka i behållaren. Där börjar processen om igen. Det är ungefär såhär termisk solkraft fungerar också. Nu, åter tillbaka till frågan, vad säger egentligen naturlagarna om energiomvandlingar där värme blir el och vad betyder entropi förenklat?
/Oscar T, Procivitas, Malmo

Svar:
Det finns bra artiklar i svenska Wikipedia om detta: Termodynamikens_andra_huvudsats och Entropi .

Jag tror ditt problem är att du bortser från att det även finns ett energiutbyte med omgivningen vid kondensationen av din arbetsgas.
/Peter E

Nyckelord: entropi [7];

*

Värme [18847]

Fråga:
Hej som jag förståt det kan inte vi åka tillbaka i tiden pga att Entropin i ett system alltid är positivt. Alltså att den totala entropin är positiv. Men vad är det som gör entropin positiv, Jag känner till Gibbs fria engerig och Nernsts ekvation. Men jag förstår inte vad det är för "kraft" eller process som gör att Entropin blir positiv. Vet att allt strävar mot oordning att det är därför entropin är positiv men varför strävar allt mot oordning ?
/Awat N, LIU, Linköping

Svar:
Enkelt uttryckt beror det på att det finns fler oordnade tillstånd än ordnade. Eftersom alla tillstånd har samma sannolikhet är det mer sannolikt att ett system går mot ökad oordning, dvs ökad entropi. Se Entropi#Analogibetraktelse .
/Peter E

Nyckelord: entropi [7];

*

Blandat [15758]

Fråga:
Hej! Jag har råkat få en spiralfjäder, s k slinky, att ganska lätt bli till en olöslig knut - den tycks mig inte gå att få tillbaka till ursprungsformen. Det gick lätt att "förstöra" den men tycks mycket svårt att återställa den. Finns det någon enkel förklaring till att "ena riktningen i förloppet är så mycket lättare än den andra"? Även en enkelt överkorsad slinga verkar "svårreparerad". Problemet kanske är matematiskt egentligen, men allvarligt menat då liknande händelser inträffat flera gånger.
/Thomas Å, Arlandagymnasiet, Märsta

Svar:
Thomas! Intressant fråga! Det är nog helt enkelt lagen om att entropin (oordningen) ökar. Det är så att när spiralfjädern är OK från början finns det många sätt att ställa till den. När fjädern är pajad på ett visst sätt finns det bara ett sätt att återställa den, och det kan vara svårt att hitta detta.
/Peter E

Nyckelord: entropi [7];

*

Kraft-Rörelse [15733]

Fråga:
Häromdagen började jag fundera på det här med en "evighetsmaskin" Fick idén av en fysiklektion vi hade. Eftersom det inte går att rita upp så bra här ska jag försöka att förklara.

Tänk dig en pinne som sticker up en liten bit från marken som kan rotera. (pinnen sitter då fast i någon sorts bas för stabilitet)

På denna pinnen sticker det ut en magnet laddad S (d.v.s. inte laddad nord) En stavmagnet kan ju ha nord och sydpoler.

Runt den här magneten placeras 4st magneter laddade N. Varje magnet är placerade med 90 graders vinkel från varandra. D.v.s. 4st N magneter runt S magneten.

Som ni vet attraheras Nord av Syd och vice versa. Så idén är att ha hyfsat starka magneter så att om jag skulle ha 1st Nord magnet och jag har S magneten ett kvarts varv bort så ska den attraheras till N magneten.

Men hur är detta en evighetsmaskin? Jo ja hade tänkt att på den här roterande pinnen med magneten i mitten också fästa ett ämne som neutraliserar magnetfält.

Detta ämne sitter fast på samma pinne som magneten och roterar då med den.

Detta ämne skulle vara cirkel format och ha tillräcklig stor bredd för att påverkan av N magneten utanför ämnet inte ska påverka S magneten så att den fortsätter mot nästa magnet.

Har här försökt att illustrera hur jag tänkt. Den ska självklart vara helt cirkelformad och inte oval som bilden. Det som jag försöker visa är att detta ämne som blockerar magnetfältet mellan S och N (se höger sida av bilden) finns en bit framför S.Det är en öppning för att när pinnen snurrar så vill jag att den ska attraheras av nästa magnet och sen nästa D.v.s. hålla uppe farten. Om jag inte hade detta ämne så skulle den stanna vid första magnet.

N ----- / \ ! / \ ! N ! O------S ! N ! / / \ / / !---------------/ N

Så min fråga är. Varför funkar inte detta?

Eftersom jag vet att det strider mot energilagarna. Frågade min fysiklärare och han trodde att det kunde ha något med virvel strömmar mellan det blockerande ämnet och N magneterna.

Hoppas ni förstod hur jag menade.
/Robert L, porthälla

Svar:
En evighetsmaskin av första ordningen bryter mot termodynamikens första huvudsats:

Lagen om energins bevarande: energi i ett slutet system inte kan skapas eller förintas.

En evighetsmaskin av andra ordningen bryter mot termodynamikens andra huvudsats som kan formuleras på olika sätt:

Alla processer som kan förekomma i ett isolerat system leder till att entropin ökar eller möjligtvis förblir konstant.

Ingen process är möjlig vars enda resultat är att värme tas från en reservoar och helt omvandlas till arbete. (Lord Kelvin)

Ingen process är möjlig vars enda resultat är att värme överförs från en kallare till en varmare kropp. (Clausius)

Första och andra huvudsatsen har uttryckts elegant och generellt: Nothing disappears, and Everything spreads (Ingenting försvinner, och allting sprids).

Entropi (makroskopisk definition) är en till värme kopplad termodynamisk tillståndsstorhet och är ett mått på hur mycket av värmeenergin som i en värmemotor ovillkorligen måste avges vid nedre temperaturen och således aldrig kan omvandlas till arbete, se Entropi . Entropiändringen dS ges av överförda värmen dQ och absoluta temperaturen T:

dS = dQ/T

Se vidare Laws_of_thermodynamics och Termodynamik .

Jag förstår inte exakt hur din maskin är uppbyggd, men den måste vara en första ordningens evighetsmaskin. Detta eftersom det måste finnas friktion i den roterande pinnen.

Eftersom energins bevarande är så central inom fysiken har man vad gäller patent (åtminstone i USA) på evighetsmaskiner ett starkare krav än normalt: man måste kunna visa upp en fungerande prototyp. Hittills har ingen lyckats.

Observera att termodynamikens lagar är, liksom alla fysikaliska lagar, ingenting man kan härleda från "axiom" som i matemaiken. Alla fysikaliska lagar baseras på experiment och observationer. Energiprincipen (första huvudsatsen) uppfylls i alla experiment man utfört, och får anses mycket etablerad. Man har faktiskt vid några tillfällen föreslagit att man måste överge energiprincipen, t.ex. när man observerade ett kontinuerligt spektrum av elektroner vid beta-sönderfall. I detta fallet löstes problemet när man upptäckte att ytterligare en partikel var involverad vid beta-sönderfallet: neutrinen.

Jag kan som sagt inte exakt säga vad som är svagheten i din konstruktion, men jag har ett par kommentarer:

  • Som din lärare säger, det kommer att induceras virvelströmmar i din magnetfältssköld. Förutom att även de ger energiförluster (uppvärmning) så inducerar de även magnetfält som motverkar rörelsen. Du kan alltså med t.ex. mymetall bli av med magnetfältet bakom mymetallen, men du har alltid en växelverkan mellan mymetallen och magneten.
  • Du säger att du använder magneter laddade N. Vi har aldrig observerat monopoler, så det är tveksamt att de existerar. Detta är emellertid egentligen inget skäl till att din konstruktion inte skulle fungera - nuvarande teorier tillåter monopoler, så de kan knappast orsaka brott mot energiprincipen.
Se vidare Perpetual_motion varifrån nedanstående exempel på konstruktioner av evighetsmaskiner kommer. Se även Donald Simaneks "The Museum of Unworkable Devices" under länk 1.


/Peter E

Nyckelord: evighetsmaskin [12]; termodynamik [16]; entropi [7];

1 http://www.lhup.edu/~dsimanek/museum/unwork.htm

*

Värme [8019]

Fråga:
Hej alla fysiker!

I termodynamikens andra huvudsats står det att entropin hela tiden ökar, om man inte gör något.

Kan ni ge ett bra exempel på ett "vardagsfenomen" som bevisar riktigheten i andra huvudsatsen?

Exemplet skall helst kunna demonstreras rent praktiskt.
/Erik M, Komvux Uddevalla, Uddevalla

Svar:
Entropin kan i många sammanhang beskrivas som "oordning". Termodynamikens andra huvudsats blir då att oordnigen ökar med tiden (i ett slutet system). Vi kan alltså på det viset urskilja tidens riktning. Ett bra sätt att illustrera detta, är att köra en film baklänges. Jag påminner mig en sekvens där Helan och Halvan kör med en bil rakt genom en lada så att träflisorna ryker. Kör man den baklänges, ser man en bil backa mot hålet i ladan, försvinna in genom det samtidigt som träflisorna lyfter sig och hamnar på plats. Ladan är hel igen. Vi inser omedelbart med våra erfarenheter att filmen körs baklänges eftersom sannolikheten att allt hamnar på rätt plants för att regenerera ladan är praktiskt taget noll.
/KS

Nyckelord: termodynamik [16]; entropi [7]; tid [9];

*

Värme [548]

Fråga:
Är entropibegreppet ett absolut begrepp, dvs går det att säga att en viss kropp vid visst tryck, volym och temperatur har en viss bestämd entropi, eller kan man bara räkna på entropiförändringar?
/

Svar:
Det finns två i princip olika modeller där entropin är en grundläggande storhet nämligen termodynamik och statistisk mekanik. Termodynamiken ger mycket allmänna samband som gäller oberoende av vilken typ av kropp man beskriver medan den statistiska mekaniken utgår från kropparnas inre struktur. I termodynamiken kan man i princip endast tala om skillnaden i entropi mellan två olika tillstånd medan man i den statistiska mekaniken kan definiera entropibegreppet så att man får ett entydigt värde som beror enbart av kroppens tillstånd.
/GO

Nyckelord: entropi [7];

*

Värme [198]

Fråga:
Hjälp mig förklara entropi. Har alltid slingrat mig med 'matematiskt hjälpmedel...'
/

Svar:
Entropi hör ihop med termodynamikens andra huvudsats som håller reda på i vilken riktning en process går "av sig själv". Tar man exempelvis två kroppar med olika temperatur och för dem samman så kommer värme att strömma från den varmare till den kallare kroppen. Bestämmer man entropin för systemet så finner man att entropin ökar under denna process. Endast sådana processer i vilken entropin ökar sker spontant.

Se länk 1 för en relativt lättillgänglig framställning av entropi-begreppet och Entropy för en avancerad framställning.
/GO/lpe

Nyckelord: entropi [7]; tid [9];

1 https://xiblog.files.wordpress.com/2011/06/termodynamik_pa_10_minuter.pdf

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7181 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-09-26 10:23:43.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.