De tweede wet van de thermodynamica

Zelfs in de oudheid werd het opgemerktregelmatigheid van de warmteverdeling: warmte kan spontaan worden overgedragen van een verwarmd lichaam met een hogere temperatuur naar een minder verwarmde. De tweede wet van de thermodynamica, die dit proces uitlegt, werd experimenteel ontdekt. Voor het eerst werd de essentie ervan uiteengezet in 1824 door S. Carnot, een Franse ingenieur die bepaalde hoe en onder welke omstandigheden het vuur overging op nuttig werk in de auto's van die tijd. In het midden van de 19e eeuw, op basis hiervan, formuleerde de Duitse wetenschapper Rudolf Clausius een regel die nu bekend staat als de tweede wet van de thermodynamica. Zijn essentie is dat warmte nooit naar een warmer lichaam gaat van minder verwarmd spontaan, dat wil zeggen, de overgang van warmte naar een lichaam met een hogere temperatuur moet worden gecompenseerd door een externe energietoevoer. Een voorbeeld is de koeleenheid. Later verduidelijkten W. Thomson en verschillende andere wetenschappers de bewoording van deze wet.

Dit principe moet nog breder worden begrepen,dan in de interpretatie van Rudolph Clausius. Neem bijvoorbeeld de transformatie van werk naar warmte. Het kan worden geproduceerd door de kracht van wrijving. Tegelijkertijd wordt het werk volledig overgebracht naar de warmte, zonder extra inspanningen en compensatie. De omgekeerde transformatie is niet alleen mogelijk. De overdracht van warmte naar werk is al een kunstmatig proces, dat wil zeggen speciale, kunstmatig georganiseerde omstandigheden.

Over het algemeen formuleert de tweede wet van de thermodynamicade principes van de stroming en de richting van natuurlijke processen. Vanuit deze kunnen worden verklaard door de werking van een aantal inrichtingen. Aldus verbrandingsmotoren zijn vanwege het temperatuurverschil waarmee warmte wordt overgedragen van de warme naar de koude delen - van teplootdatchika naar het koellichaam. In dit geval kan de efficiëntie van de inrichting niet honderd procent. Dat wil zeggen, niet alle van de warmte wordt omgezet in werk, maar slechts een deel ervan. Dit kan gedeeltelijk het feit dat een perpetuum mobile creëren (tweede orde) is principieel onmogelijk verklaren. Met andere woorden, nooit uitvinden een apparaat dat volledig en zonder enige compensatie zou voldoen draaide de warmte in het werk. Op basis van het bovenstaande, wetenschappers R. Clausius en W. Thompson die de formulering van de tweede wet van de thermodynamica. Ten eerste kan de warmte niet spontaan verplaatsen van minder warmte naar warmer organen; ten tweede, niet alle warmte gericht van teplootdatchika naar het koelelement, gaat in nuttige arbeid, maar slechts een gedeelte daarvan. Er zijn ook verschillende overeenkomstige preparaten, die in het algemeen een weerspiegeling van het bovenstaande. Gaande van teploperedatchika naar het koellichaam, komt de energie niet verdwijnen, zodat de wet van behoud van de totale energie is niet in strijd met de tweede wet van de thermodynamica. Het definiëren van het werd ontwikkeld door een aantal wetenschappers en bestaat uit een aantal belangrijke punten, die worden besproken in dit artikel.

Processen die verband houden met de transformatie van energie,spontaan kan alleen stromen als de energie van de geconcentreerde vorm in de verspreide vorm is terechtgekomen. Een van de belangrijkste vaardigheden, eigen aan zowel mensen als de biosfeer, ecosystemen, is het vermogen tot lage entropie. De laatste term verwijst naar de verhouding van de hoeveelheid warmte tot de temperatuurwaarde, is een soort maat voor chaos en wordt geassocieerd met het verlies van het vermogen van elk systeem om bepaald werk uit te voeren; Wanneer het volume van het systeem of de energie ervan verandert, neemt de entropie af.

In 1865, R. Clausius formuleerde uiteindelijk de tweede wet van de thermodynamica. Entropie neemt door zijn definitie toe wanneer er spontane processen plaatsvinden in een gesloten niet-evenwichtssysteem.

De tweede wet van de thermodynamica ondergeschikt zichzelf dushet principe van ecologische piramides genoemd; Daarnaast is hij de bron van de Lindemann-wet, die de principes van energiecirculatie in het ecosysteem verklaart. Het geeft de unidirectionaliteit (niet-herstelbaarheid) aan van spontane processen die in de natuur voorkomen. In overeenstemming hiermee wordt energie omgezet in warmte, en warmte wordt overgedragen aan het koudere lichaam van de verwarmde, wat leidt tot vereffening van temperaturen op een laag niveau, waarvan de consequentie de stopzetting is van alle vormen van beweging van materie, of zogenaamde. "Heat death". Als we in heldere en eenvoudige taal spreken, dan is de essentie van de tweede wet van de thermodynamica dit: alle spontane, natuurlijke processen resulteren in chaos, degradatie. Dit kan in dit voorbeeld worden uitgelegd: als het huis jarenlang zonder de eigenaar wordt achtergelaten, zal het geleidelijk afnemen, instorten.