Drugi zakon termodinamike

V starih časih smo opazili pravilnost porazdelitve toplote: toplota se lahko spontano prenese iz segretega telesa z višjo temperaturo v manj segreto. Drugi zakon termodinamike, razlaga ta proces, je bila odkrita eksperimentalno. Prvič je njegovo bistvo postavil francoski inženir S. Carnot leta 1824, ki je določil, kako in pod kakšnimi pogoji se je ogenj preusmeril na koristno delo v avtomobilih tistega časa. Sredi 19. stoletja je na podlagi tega nemškega znanstvenika Rudolfa Claususa oblikovalo pravilo, ki je zdaj znano kot drugi zakon termodinamike. Njegova bistvo je, da toplota nikoli ne preide na toplejše telo iz manj segretega spontano, to pomeni, da je prehod toplote na telo z višjo temperaturo kompenziran z zunanjo oskrbo z energijo. Primer je hladilna enota. Pozneje je W. Thomson in nekaj drugih znanstvenikov pojasnilo besedilo tega zakona.

To načelo razumemo še širše kot pri zdravljenju Rudolph Clausius. Vzemite, na primer, preoblikovanje dela v toploto. Lahko se proizvaja sila trenja. Hkrati se delo prenese na toploto v celoti, brez dodatnega napora in odškodnine. Vzvratna preobrazba ni mogoča sama. Prenos toplote na delo je že umetni proces, ki zahteva posebne, umetno urejene pogoje.

Na splošno drugi zakon termodinamike oblikuje načela seveda in smer naravnih procesov. Iz tega izhaja, da je mogoče razložiti delovanje številnih naprav. Na primer, toplotnih motorjev Delujejo na račun temperaturne razlike, zaradi česar toplota prehaja iz segretega dela na hladen del - od hladilnika do hladilnega telesa. In v tem primeru učinkovitost naprave ne more biti 100%. To pomeni, da vsa toplota ni pretvorjena v delo, temveč le del tega. To lahko deloma pojasni, kaj ustvariti perpetuum mobile (druge vrste) načeloma nemogoče. Z drugimi besedami, naprava, ki bi popolnoma in brez kompenzacije spremenila toploto v delo, ne bo nikoli izmišljena. Iz vsega zgoraj navedenega so znanstveniki R. Clausius in W. Thompson opredelili formulacijo drugega zakon termodinamike. Najprej, spontana toplota ne more prehoditi iz manj toplega v topla telesa; drugič, vsa toplota, poslana iz hladilnika v hladilno telo, ne preide v koristno delo, temveč le njegov del. Obstaja tudi nekaj podobnih formulacij, ki so na splošno odraz zgoraj. Ko gre iz naprave za prenos toplote v sprejemnik toplote, energija ne izgine nikjer, zato zakon ohranjanja skupne količine energije ni v nasprotju z drugim zakonom termodinamike. Njegovo opredelitev je razvilo več znanstvenikov in je sestavljeno iz več glavnih tez, ki so obravnavane v tem članku.

Procesi, ki so povezani s preobrazbo energije, se lahko spontano nadaljujejo le, če je energija iz koncentrirane oblike prešla v razpršeno enoto. Ena najpomembnejših sposobnosti, značilna za ljudi in biosfero, ekosisteme - je sposobnost nizke entropije. Slednji izraz se nanaša na razmerje med količino toplote in temperaturno vrednostjo, je neke vrste merilo kaosa in je povezano z izgubo sposobnosti vsakega sistema za opravljanje določene naloge - kot je obseg sistema ali njene energetske spremembe, se zmanjša entropija.

Leta 1865 je R. Clausius končno oblikoval drugi zakon termodinamike. Entropija se po svoji definiciji poveča, kadar pride do spontanih procesov v zaprtem neuravnoteženem sistemu.

Drugi zakon termodinamike podreja tako imenovano načelo ekoloških piramidov, poleg tega pa je vir zakona Lindemann, ki pojasnjuje načela energetskega kroženja v ekosistemu. Označuje enosmernost (nepopravljivost) spontanih procesov, ki se pojavljajo v naravi. V skladu s tem se energija pretvori v toploto, toplota pa se prenese na hladnejše telo iz ogrevanega, kar vodi k izenačitvi temperatur na nizki ravni, zaradi česar je prenehanje vseh oblike gibanja snovi, ali tako imenovani. "Toplotna smrt". Če govorimo v jasnem in preprostem jeziku, potem je bistvo drugega zakona termodinamike to: vsi spontani, naravni procesi povzročajo kaos, degradacijo. To je mogoče razložiti v tem primeru: če hiša ostane več let brez lastnika, se bo postopoma zmanjševala, propadla.