Chapter hvac engineering Fundamentals: Part 1 Introduction

456
Chapter Seventeen
Both statements of the second law place constraints on the first law
by identifying that under natural conditions, things (including energy)
run downhill. We must expend energy to make it happen otherwise.
It takes energy to drive cold to hot, e.g., a refrigerator. It takes energy
to raise a weight against gravity. A corollary is that there is no such
thing as a perpetual-motion machine. We cannot get something for
nothing. This means that in all the energy balances of the first law,
we know that some things will not happen unless we expend or give
up something to make them happen.
䡲
Example:
A heat resource cannot be fully converted to work. Work
can be withdrawn from heat moving from a high-energy region to
another, but not completely. This makes work (kinetic energy, elec-
tric energy, etc.) more valuable than conventional heat resources.
Hence it is generally better to use fuels for heating and electricity
for power, rather than to use power for resistance heating.
䡲
Example:
Refrigeration is a process of moving heat (thermal energy)
from a cold region to a warmer region. Since this is counter to the
nature of things, which is to run downhill, we must expend energy
to make it happen (i.e., power to the compressor; steam or fuel to
the absorption chiller).