Ентропията като мярка за ниско качество на енергия
Първият закон на термодинамиката - закона за запазване на енергията - като съвестен счетоводител, който носи количествен баланс, без да пречи на решенията, взети от собственика на фирмата и не ги оценява от гледна точка на, така да се каже, на качеството на капитала. Въпреки това, всеки разбира, че обменът на пари за еквивалентно количество, да речем, старите галоши сравнително лесно, но обратната операция ще изисква усилия и е малко вероятно да може да разчита на финансова загуба. Въпреки факта, че разходите за галоши може да бъде еквивалентно на сумата, изразходвана, показател за качество, като ликвидност, те са много по-ниска от тази на пари.
Различни форми на енергия, също имат различно качество.
На енергийно най-лесно се съди по лесното му превръщане в други форми.
Фиг. 4.6. Йерархията на форми на енергия, въз основа на качеството
Не е проблем, например, превръщане на електрическа енергия в ток, равен на сумата на топлинна енергия. Това е достатъчно, за да разгледаме един прост уред - желязна или кана - и да поставите щепсела в контакта. Превръщането на електрическа енергия в топлинна енергия ще сто процента ефективност. Обратната задача - да конвертирате топлинна енергия в електрическа енергия - много по-трудно. За да го реши, че трябва да се изгради сложна и скъпа топлинна енергия. На мощност топлина освобождава по време на горенето на гориво се използва за затопляне на вода, който се превръща в пара, която се превръща в турбината, който се върти ротора на генератора, който накрая генерира електрически ток. В резултат на това се оказва, че дори най-добрите превръща термичната енергия в електричество е не повече от 40% от топлинната енергия на горене. И това не е небрежност инженери, проектиране и изграждане на станцията, както и че самата природа не позволява да се постигне повече. Просто топлинна енергия - енергията на по-малко качество, по-малко "вид лице Nye" от електрически.
Възможно е да се изгради йерархия на различните форми на енергия за неговото качество. На горните етапи от електрически, е, например, механична енергия. Именно поради това ефективността на водноелектрически централи, които използват механичната енергия на падащата вода е много по-висока от топлината - до 98%. Малко по-ниско качество химическа енергия, съдържаща, например, в бензин или батерии. Най-ниското качество притежава топлинна енергия, и неговото качество е по-ниска температурата на тялото.
Откриване ентропия активирана по обща дискусия за качеството на енергията, отидете на точното му количествена характеристика. Установено е, че ако системата е с мощност резерв на U. в полезна работа не може да се превърне цялата тази свобода, но само част от него, която се нарича свободната енергия:
.
Безплатна енергия F и трябва да се разглежда като мярка за качеството на системата за енергиен резерв. Това може да се види, че той е по-малък, толкова по-голяма ентропия С. Ето защо,
Ентропията е мярка за система с ниско качество на своите енергийни доставки.
С оглед на това, законът за увеличаване на ентропията може да се формулира по следния начин:
Захранването с енергия на затворената система, спазващи количествено с течение на времето се влошава постоянно качество.
Енергийните проблеми на цивилизацията не е как да се намери източник на енергия за посрещане на потребностите на човека, както и да се намери източник на висококачествени енергия. Така или иначе, ние може буквално направи енергия от океана. Наистина, в океаните на Земята е 1,3 × 21 октомври литра вода. При охлаждане на всеки литър вода с един градус той изпраща 4200 джаула топлина. Това означава, че ако можете да напълно трансформира топлинната енергия в електрическа енергия, а след това ще бъде достатъчно, за да се охлади океана всяка година само на 0,0002 ° С, за да се покрият напълно всички текущи енергийни нужди е около 21 октомври джаула годишно. Идеята изглежда е по-атрактивен, че почти всички електроенергията, произведена, в крайна сметка се превръща в топлина загрява по същия океана. Той, обаче, не е възможно: океанска енергия запаси са наистина огромни, но неговата свободна енергия, която може да не се превръща в топлина, но в полезна работа, е много ниска, поради високата ентропия. Поради това, изграждането на комплекс, скъпи и замърсяващи мощност се появява в края на краищата, много по-изгодно.