Mit jelent a termodinamika második törvénye?

Mit jelent a termodinamika második törvénye?
Anonim

Válasz:

A termodinamika második törvényéhez különböző állítások tartoznak. Mindegyikük logikusan egyenértékű. A leg logikusabb kijelentés az entrópia-növekedés.

Szóval, hadd mutassam be az ugyanazon törvény más egyenértékű kijelentéseit.

Kelvin-Planck nyilatkozata -

Nem lehetséges ciklikus folyamat, amelynek egyetlen eredménye a hő teljes átalakítása egyenértékű munkára.

Clausius nyilatkozata -

Ciklusos folyamat nem lehetséges, amelynek egyetlen hatása a hidegebb testből a melegebb testre történő hőátadás.

Magyarázat:

Minden visszafordíthatatlan (természetes és spontán) folyamatot az jellemez, hogy az entrópia mindig növekszik az ilyen folyamatokban.

A termodinamika második törvénye pedig logikusan azt jelenti, hogy az entrópia mindig növekszik.

A fizikai rendszernek mindig a maximális entrópia állapotába kell mennie.

Más szóval, a második törvény meghatározza a természetes folyamat fejlődésének irányát.

A természetes rendszerek mindig hajlamosak az entrópia maximalizálására.

És erről szól a második törvény.

Vegyük figyelembe például, hogy a hőkülönbség miatt az egyik testről a másikra a hő átadása történik.

A melegség mindig melegebb testből folyik spontán hidegebbre. De senki sem figyelt meg egy hűvösebb testből a melegebb testbe történő hőátadást.

Annak ellenére, hogy az ilyen jelenség az első törvény által megengedett, az ilyen folyamatok természetesen nem fordulnak elő. Ez a második törvény lényege.

A hőt egy melegebb testből átvisszük egy hidegebb testre, mert az entrópia növekedésével jár, de az ellenkezője soha nem fordul elő, mert mint ilyen, a rendszer entrópiája csökken.

Ez az, amit a Clausius kijelentése szól.

Bizonyítható, hogy a második törvény minden állítása teljesen egyenértékű, és az azonos entrópianövekedés központi koncepciója körül forog.

Megjegyezzük, hogy a hidegebb testből egy melegebb testre történő hőátadás lehetséges (például hűtőszekrényben vagy légkondicionálóban). A második törvény kimondja, hogy az ilyen folyamat nem spontán és természetes. Annak érdekében, hogy egy ilyen folyamat megvalósuljon, külső munka szükséges.