Druhý zákon termodynamiky

V dávných dobách byla pozorována pravidelnost distribuce tepla: teplo se může spontánně přenášet z vyhřívaného tělesa s vyšší teplotou na méně ohřátou. Druhý termodynamický zákon, vysvětlení tohoto procesu, byl objeven experimentálně. Jeho podstata byla poprvé vytyčena v roce 1824 francouzským inženýrem S. Carnotem, který určil, jak a za jakých podmínek požár přešel na užitečnou práci v tehdejších automobilech. V polovině 19. století založil německý vědec Rudolf Clausius pravidlo, které je dnes známé jako druhé zákonodárství termodynamiky. Jeho podstatou je, že teplo nikdy neprojde teplejšímu tělu z méně spontánně vyhřívané vody, to znamená, že přechod tepla na tělo s vyšší teplotou by měl být kompenzován externím zdrojem energie. Příkladem je chladicí jednotka. Později W. Thomson a několik dalších vědců vyjasnili znění tohoto zákona.

Tento princip je chápán ještě mnohem více než při zacházení s Rudolfem Clausiem. Vezměte například transformaci práce na teplo. Může být vyroben síla tření. Současně se práce přenáší na teplo zcela bez dalšího úsilí a kompenzace. Reverzní transformace není sama o sobě možná. Přenos tepla do práce je již umělý proces, to znamená, že vyžaduje zvláštní uměle organizované podmínky.

Obecně platí, že druhý termodynamický zákon formuluje principy směru a směru přírodních procesů. Vycházíme z toho, že je možné vysvětlit fungování řady zařízení. Například, tepelných motorů Pracují na úkor teplotního rozdílu, díky kterému teplo prochází z ohřívané části do studené části - od chladiče k chladiči. A v tomto případě nemůže být účinnost zařízení 100%. To znamená, že ne všechny teplo je přeměněno na práci, ale jen část. To může částečně vysvětlit, co vytvořit perpetuum mobile (druhého druhu) je v zásadě nemožné. Jinými slovy, zařízení, které by úplně a bez jakékoliv náhrady změnilo teplo do práce, nebude nikdy vynalezeno. Vycházejíc ze všeho výše, vědci R. Clausius a W. Thompson definovali formulaci druhého termodynamický zákon. Za prvé, teplo nemůže samovolně přecházet z méně teplé teplejší telam- za druhé, a to všechno teplo veden z teplootdatchika do chladiče, jde do užitečné práce, ale pouze její část. Existuje také několik podobných formulací, které jsou obecně odrazem výše uvedeného. Přechod od teploperedatchika k chladiči, energie nezmizí, takže zákon o zachování celkové energie není v rozporu s druhým zákonem termodynamiky. Jeho definice byla vyvinuta několika vědci a skládá se z několika hlavních tezí, které jsou v tomto článku zvažovány.

Procesy spojené s transformací energie mohou spontánně probíhat pouze tehdy, když energie z koncentrované formy prošla do rozptýlené energie. Jednou z nejdůležitějších schopností, která jsou pro lidi i biosféru charakteristická, ekosystémy - je schopnost nízké entropie. Druhý termín se vztahuje na poměr množství tepla k hodnotě teploty, je druhem chaosu a je spojen se ztrátou schopnosti jakéhokoli systému provádět určitou práci - jako je objem systému nebo jeho energetické změny, entropie klesá.

V roce 1865 R. Clausius konečně formuloval druhý termodynamický zákon. Entropie, podle její definice, se zvyšuje, když se vyskytují spontánní procesy v jakémkoliv uzavřeném nerovnovážném systému.

Druhý termodynamický zákon podřídí takzvaný princip ekologických pyramid - navíc je zdrojem zákona Lindemann, který vysvětluje principy energetického oběhu v ekosystému. Indikuje jednosměrnost (nenapravitelnost) spontánních procesů vyskytujících se v přírodě. V souladu s tím se energie přeměňuje na teplo a teplo se přenáší do chladnějšího těla z vytápěného, ​​což vede k vyrovnání teplot na nízké úrovni, což má za následek zastavení všech formy pohybu hmoty, nebo tak zvané. "Tepelná smrt". -Li mluvit jasným a srozumitelným jazykem, podstata druhého termodynamického zákona je: všechny spontánní, přírodní procesy ukončit chaos a degradaci. To lze vysvětlit v tomto příkladu: pokud dům zůstane po mnoho let bez vlastníka, bude postupně klesat, skolabovat.