A doua lege a termodinamicii

În vremurile vechi, a fost observată regularitatea distribuției căldurii: căldura se poate transfera spontan dintr-un corp încălzit cu o temperatură mai ridicată la o temperatură mai puțin încălzită. Al doilea legea termodinamicii, explicând acest proces, a fost descoperit experimental. Pentru prima dată, esența sa a fost expusă în 1824 de către S. Carnot, un inginer francez care a determinat cum și în ce condiții focul a trecut la munca utilă în mașinile acelei vremuri. La mijlocul secolului al XIX-lea, pe baza acestui lucru, omul de știință german Rudolf Clausius a formulat o regulă care este acum cunoscută drept a doua lege a termodinamicii. Esența sa este că căldura nu trece niciodată într-un corp mai cald din mai puțin încălzit spontan, adică trecerea căldurii către un corp cu o temperatură mai mare ar trebui compensată de o sursă externă de energie. Un exemplu este unitatea de refrigerare. Ulterior, W. Thomson și câțiva alți oameni de știință au clarificat formularea acestei legi.

Acest principiu este înțeles chiar mai mult decât în ​​tratamentul lui Rudolph Clausius. Luați, de exemplu, transformarea muncii în căldură. Poate fi produs forța de frecare. În același timp, munca este transferată la căldură complet, fără nici un efort suplimentar și compensare. Transformarea inversă nu este posibilă singură. Transferul de căldură către muncă este deja un proces artificial, adică necesită condiții speciale, organizate artificial.

În general, a doua lege a termodinamicii formulează principiile cursului și direcției proceselor naturale. Continuând, este posibil să explicăm funcționarea unui număr de dispozitive. De exemplu, motoarele termice lucrează prin diferența de temperatură prin care căldura este transferată de la cald la părțile reci - de la teplootdatchika la radiator. Și în acest caz, eficiența dispozitivului nu poate fi 100%. Aceasta înseamnă că nu toată căldura este transformată în muncă, ci doar o parte din ea. Acest lucru poate explica parțial ce să creați perpetuum mobile (de tipul celui de-al doilea) este imposibil în principiu. Cu alte cuvinte, un dispozitiv care, complet și fără nici o compensație, transformă căldura în muncă nu va fi niciodată inventat. Plecând de la toate cele de mai sus, oamenii de știință R. Clausius și W. Thompson au definit formularea celui de-al doilea legea termodinamicii. În primul rând, căldura spontană nu poate trece de la corpuri mai puțin calde la cele mai calde; în al doilea rând, nu toată căldura trimisă de chiuveta de căldură la chiuveta de căldură intră în muncă utilă, ci doar o parte din ea. Există, de asemenea, mai multe formulări similare, care, în general, sunt o reflectare a celor de mai sus. Trecerea de la teploperedatchika la radiator, energia nu dispare, deci legea conservării energiei totale nu este contrară a doua lege a termodinamicii. Definiția sa a fost dezvoltată de câțiva oameni de știință și este compusă din mai multe teze principale, care sunt luate în considerare în acest articol.

Procese care se referă la conversia energiei, poate curge spontan numai în cazul în cazul în care energia sub forma concentrată într-un dispersă trecut. Una dintre cele mai importante abilități inerente atât pentru oameni cât și biosferă, ecosisteme - capacitatea de a reduce entropia. Ultimul termen înseamnă raportul dintre cantitatea de căldură la o valoare a temperaturii, un fel de măsură de haos și este asociată cu pierderea capacității unui sistem de a efectua o anumită rabotu- la modificarea volumului sistemului sau entropia de energie scade.

În 1865, R. Clausius a formulat în cele din urmă a doua lege a termodinamicii. Entropia, prin definiția ei, crește atunci când apar procese spontane în orice sistem de neechilibru închis.

A doua lege a termodinamicii subordonează așa-numitul principiu al piramidelor ecologice - în plus, este sursa Legii Lindemann, care explică principiile circulației energiei în ecosistem. Aceasta indică unidirecționalitatea (irecuperabilitatea) proceselor spontane care apar în natură. În concordanță cu aceasta, energia este transformată în căldură, iar căldura este transferată corpului rece de la cea încălzită, ceea ce duce la egalizarea temperaturilor la un nivel scăzut, consecința căreia este încetarea tuturor formele de mișcare a materiei, sau așa-numitele. "Moarte de căldură". Dacă vorbim în limbaj clar și simplu, atunci esența celei de-a doua legi a termodinamicii este aceasta: toate procesele spontane, naturale duc la haos, la degradare. Acest lucru poate fi explicat în acest exemplu: dacă casa este lăsată de mulți ani fără proprietar, aceasta va scădea treptat, se va prăbuși.