Mitä termodynamiikan toinen laki on?

Mitä termodynamiikan toinen laki on?
Anonim

Vastaus:

Termodynamiikan toiseen lakiin liittyy erilaisia lausuntoja. Kaikki ne ovat loogisesti samanarvoisia. Loogisin lausunto on se, johon liittyy entropian kasvu.

Haluan siis esitellä muut saman lain lausunnot.

Kelvin-Planckin lausunto -

Syklistä prosessia ei ole mahdollista, jonka ainoa tulos on lämmön täydellinen muuntaminen vastaavaksi määräksi työtä.

Clausiusin lausunto -

Syklistä prosessia ei ole mahdollista, jonka ainoa vaikutus olisi lämmön siirtäminen kylmemmästä kehosta kuumempaan kehoon.

Selitys:

Kaikille peruuttamattomille (luonnollisille ja spontaaneille) prosesseille on ominaista se, että entropia kasvaa aina tällaisissa prosesseissa.

Ja toinen termodynamiikan laki tarkoittaa loogisesti sitä, että entropia pyrkii aina kasvamaan.

Fyysisen järjestelmän on aina siirryttävä enimmäis entropian tilaan.

Toisin sanoen toinen laki määrittelee luonnollisen prosessin kehityksen suunnan.

Luonnollisilla järjestelmillä on aina taipumus maksimoida entropiansa.

Ja näin on toinen laki.

Tarkastellaan esimerkiksi lämmönsiirtoa kehosta toiseen kosketukseen lämpötilaeron vuoksi.

Lämpö virtaa aina kuumemmasta kehosta itsestään kylmempään. Kukaan ei ole koskaan havainnut spontaanin lämmönsiirron kylmemmästä kehosta kuumempaan kehoon.

Vaikka tällainen ilmiö on sallittua ensimmäisen lain mukaan, tällaisia prosesseja ei koskaan esiinny luonnollisesti. Se on toisen lain ydin.

Lämpö siirretään kuumemmasta kehosta kylmempään kehoon, koska siihen liittyy entropian kasvu, mutta käänteinen ei koskaan tapahdu, koska sellaisenaan järjestelmän entropiaa tarvitaan vähentämään.

Juuri Clausiusin lausunto on kyse.

Voidaan todistaa, että kaikki toisen lain lausunnot ovat täysin samanarvoisia ja pyörivät saman entropian kasvun keskeisen käsitteen ympärillä.

On huomattava, että lämmön siirtyminen kylmemmästä kehosta kuumempaan kehoon on mahdollista (kuten jääkaapissa tai ilmastointilaitteessa). Toisen lain mukaan tällainen prosessi ei kuitenkaan ole spontaani ja luonnollinen. Jotta tällainen prosessi voitaisiin toteuttaa, tarvitaan ulkoista työtä.