Второй закон термодинамики

Физика > Второй закон термодинамики

 

Формулировка второго закона термодинамики простыми словами: процесс теплообмена, энтропия и температура, связь с первым законом термодинамики, формула.

Согласно второму закону термодинамики, теплообмен осуществляется спонтанно от более высоких к низким температурам.

Задача обучения

• Сравнить необратимость между первым и вторым законами термодинамики.

Основные пункты

• Многие допущенные в первом законе явления не встречаются в реальности.
• Большинство процессов происходят спонтанно в одном направлении. Второй закон связан с направлением.
• Нет никакой возможности транспортировать тепло от холодного к нагретому телу.

Термины

• Энтропия – мера распространенности равномерной энергии по системе.
• Первый закон термодинамики – энергетическое сбережение в термодинамических системах (ΔU = Q - W).

Необратимость

Изучим формулировку второго закона термодинамики простыми словами. Второй закон термодинамики связан с направлением, относящимся к спонтанным процессам. Большинство из них происходят спонтанно и исключительно в одном направлении (они необратимы). Необратимость часто встречается в быту (разбитая ваза). Такой процесс полагается на путь. Если он проходит лишь в одном направлении, то нельзя все вернуть назад.

Например, передача тепла происходит от более нагретого тела к прохладному. Холодное тело при контакте с горячим никогда не понизит свою температуру. Более того, кинетическая энергия может стать тепловой, но не наоборот. Это также можно рассмотреть на примере расширения затяжки газа, введенной в угол вакуумной камеры. Газ расширяется, пытаясь заполнить собою пространство, но он никогда не будет держаться исключительно в углу.

(а) – Теплообмен осуществляется спонтанно от горячего к прохладному, а не наоборот. (b) – Тормоза машины трансформируют кинетическую энергию в теплопередачу. (с) – Газовая вспышка, запущенная в вакуумную камеру, быстро расширяется, чтобы равномерно заполнить собою все пространство. Случайное перемещение молекул никогда не заставит его сконцентрироваться в едином углу

Второй закон термодинамики

Если есть процессы, которые не могут повернуть вспять, то существует закон, наложивший на это запрет. Интересно, что первый закон допускает подобное, но ни один процесс не нарушает сохранение энергии. Главный закон – второй. Он раскрывает представление о природе и некоторые утверждения кардинально влияют на многие важные вопросы.

Согласно второму закону термодинамики теплообмен осуществляется спонтанно от тел с более высоким температурным показателям к низким. Но никогда наоборот.

Закон также гласит, что ни один из процессов не может в результате получить передачу тепла от холодного тела к горячему.

---