Co znamená druhý zákon termodynamiky?

Co znamená druhý zákon termodynamiky?
Anonim

Odpovědět:

Existují různé výkazy spojené s druhým zákonem termodynamiky. Všechny jsou logicky rovnocenné. Nejlogičtější tvrzení je ten, který zahrnuje zvýšení entropie.

Dovolte mi, abych představil další ekvivalentní prohlášení stejného zákona.

Kelvin-Planckovo prohlášení -

Není možný žádný cyklický proces, jehož jediným výsledkem je kompletní přeměna tepla na ekvivalentní množství práce.

Clausiusovo prohlášení -

Není možný žádný cyklický proces, jehož jediným efektem by byl přenos tepla z chladnějšího těla do teplejšího těla.

Vysvětlení:

Všechny nevratné (přirozené a spontánní) procesy se vyznačují tím, že v těchto procesech se entropie vždy zvyšuje.

A druhý termodynamický zákon logicky znamená, že entropie má vždy tendenci se zvyšovat.

Fyzický systém musí vždy postupovat do stavu maximální entropie.

Jinými slovy, druhý zákon specifikuje směr vývoje přirozeného procesu.

Přírodní systémy mají vždy tendenci maximalizovat svou entropii.

A o tom je druhý zákon.

Zvažte například přenos tepla z jednoho těla do druhého v důsledku teplotního rozdílu.

Teplo vždy spontánně proudí z teplejšího těla do chladnějšího. Nikdo však nikdy nepozoroval spontánní přenos tepla z chladnějšího těla do teplejšího těla.

I když tento jev je přípustný podle prvního zákona, tyto procesy se nikdy nevyskytují přirozeně. To je podstata druhého zákona.

Teplo je přenášeno z teplejšího těla na chladnější tělo, protože je doprovázeno zvýšením entropie, ale konverze nikdy nenastane, protože jako taková je entropie systému vyžadována ke snížení.

To je to, o čem je Clausiusovo prohlášení.

Může být prokázáno, že všechna prohlášení druhého zákona jsou zcela rovnocenná a točí se kolem stejného centrálního konceptu zvýšení entropie.

Je třeba poznamenat, že je možný přenos tepla z chladnějšího těla na teplejší tělo (jako v chladničce nebo klimatizační jednotce). Druhý zákon uvádí, že takový proces však není spontánní a přirozený. Aby takový proces probíhal, je nutná externí práce.