Повторное глобальное потепление

Физика > Повторное глобальное потепление

 

Изучите причины глобального потепления через второй закон термодинамики: влияние работы двигателей на атмосферу, цикл Карно, потеря энергии, рост температуры.

При помощи второго закона термодинамики можно объяснить глобальное потепление за последние 250 лет.

Задача обучения

• Охарактеризовать воздействие тепла на температуру земной атмосферы.

Основные пункты

• Из-за неэффективной работы тепловых двигателей огромное количество тепла поступает в окружающую среду.
• Даже в наиболее эффективном двигателе Карно есть потеря тепла.
• Чем больше тепла накапливается во внешней среде, тем выше отметка температуры воздуха.

Термины

• Абсолютный ноль – минимальная температура: 0 К, -273.15°C и -459.67 °F.
• Цикл Карно – теоретический термодинамический цикл, считается наиболее эффективным.

При помощи второго закона термодинамики можно объяснить, почему за последние 250 лет на нашей планете поднялась температурная отметка. Многие специалисты уже давно паникуют, что увеличения энтропии Вселенной угрожает окружающей среде Земли.

Глобальные перемены температуры океана-суши с 1880-2012 гг. по сравнению с 1951-1980 гг. Черная линия – среднее значение за год, красная – 5 лет. Зеленые полосы отмечают неопределенность

При функционировании двигателя, тепло из теплового бака течет к теплоотводу с меньшей температурой. В этом процессе поток трансформируется в полезную энергию при помощи тепловых двигателей. Они работают, поэтому из-за отсутствия эффективности большая часть тепла уходит в окружающую среду.

Максимально эффективным считается двигатель Карно, где показатель эффективности достигает единицы минус температура теплоотвода (Тс), разделенная на температурную отметку теплового источника (Th).

В этом соотношении видно, что для достижения большей эффективности нужно обладать наибольшей разницей температуры. Отсюда приходим к двум выводам: оптимизированные радиаторы обладают абсолютным нулем, а более протяжные двигатели сбрасывают тепло в изолированную систему, из-за чего повышается эффективность двигателей.

Однако реальная жизнь не функционирует в абсолютном нуле. В обычном двигателе машины только 14%-26% используется, чтобы привести механизм в движение. То есть, целых 74%-86% используется для подпитки других деталей или теряется.

Министерство энергетики США сообщало, что 70%-72% выделяемого при сжигании тепла уходит из двигателя. Далее избыточное тепло выпускается в радиатор, что в современном мире представлено земной атмосферой. Чем больше тепла выбрасывается, тем выше температурный показатель планеты. Энтропия окружающий среды растет, поэтому большинство ученых так сильно обеспокоены и ищут альтернативные технологии в качестве замены современных тепловых двигателей.

---