Termodynamikens lagar

Energi, exergi, entropi, irreversibilitet och allt det där..


In english

  1. Energi kan inte skapas eller förstöras
  2. Vid alla energiomvandlingar förbrukas energins kvalitet

Detta är naturlagar. Till skillnad från juridiska lagar kan man inte bryta mot dem. Om man skulle hitta på ett sätt att göra det, upphör lagen (och då blir den oftast ett specialfall).

Den första lagen säger oss att energi inte kan skapas eller förstöras.

Det finns alltså inget sådant som 'energiproduktion' eller 'energikonsumtion'. Mängden energi i universum är konstant.

Termodynamikens andra lag säger oss att energins kvalitet (dvs. dess arbetsförmåga) minskar varje gång en energiomvandling sker.
Detta gäller alla energianvändningar, fysiska, metaboliska, interaktioner osv.

Detta betyder att energins kvalitet alltid minskar i universum som helhet, även om lokala ökningar kan ske på bekostnad av minskningar någon annanstans. I sin tur betyder detta att alla verkliga processer i universum är irreversibla.

En del tycker inte att detta är något vidare...

Energikvaliteten benämns exergi, och kan beräknas som summan av alla fria energier i ett system.

Till skillnad från energi kan exergi alltså konsumeras.

För att lättare färstå begreppet exergi kan man tänka sig en (tandkräms)tub.

På utsidan står det 'Energi'. När man klämmer på tuben kommer det ut tandkräm (d.v.s. det som man i själva verket är intresserad av).Detta motsvarar exergin.

När tuben är tom har man fortfarande lika mycket tub (=energi) kvar, men all tandkrämen (=exergin) är förbrukad.

I dessa samanhang brukar begreppet entropi ofta komma upp. På bilden motsvaras den närmast av de fördjupningar man åstadkommer i tandkrämstuben när man klämmer på den. Fördjupningarna ökar vartefter tandkrämen försvinner ur tuben.

Däremot bör man komma ihåg att fördjupningarna inte är negativ tandkräm (ett vanligt missförstånd när det gäller entropi och exergi). Man kan alltså inte använda fördjupningarna för att o-borsta sina tänder!

Entropi är helt enkelt ett annat sätt att beskriva systemet (precis som olikheterna mellan temperatur och tryck). Dessutom är inte entropi definierat långt från termodynamisk jämvikt.

Livsprocesser konsumerar exergin i energin. Efter det att energin har använts innehåller den mindre exergi.

Den utsöndrade energin är alltså låg-exergi energi, inte entropi.

Livsprocesser är mer effektiva i att konsumera exergi än icke-levande processer.

Eftersom de erbjuder en effektivare exergikonsumtion, följer de Andra Lagen effektivare.

(Det är faktiskt därför levande system finns)

Entropi

Exergi

Vi vill ha en lektion i termodynamik!

Sök på denna nätplats!

Skriv in det du söker efter nedan!


 

Vill du få nyheter från Holon?
Skriv in din e-postadress nedan!


Den här sidan uppdaterades senast:
2013-01-06