Ano ang ibig sabihin ng ikalawang batas ng termodinamika?

Sagot:

Mayroong iba't ibang mga pahayag na nauugnay sa ikalawang batas ng thermodynamics. Ang lahat ng ito ay lohikal na katumbas. Ang pinaka-lohikal na pahayag ay ang isa na may kinalaman sa pagtaas ng entropy.

Kaya, ipakilala ko sa iba pang katumbas na pahayag ng parehong batas.

Ang pahayag ni Kelvin-Planck -

Walang posibleng proseso ng paikot na ang tanging resulta ay ang kumpletong conversion ng init sa isang katumbas na halaga ng trabaho.

Ang pahayag ni Clausius -

Walang proseso ng paikot ang posible na ang tanging epekto ay ang paglipat ng init mula sa isang mas malamig na katawan sa isang mas mainit na katawan.

Paliwanag:

Ang lahat ng mga irreversible (likas at kusang) mga proseso ay nailalarawan sa pamamagitan ng ang katunayan na ang entropy ay palaging nagtataas sa naturang mga proseso.

At ang pangalawang batas ng termodinamika ay lohikal na nangangahulugan na ang entropy ay palaging tataas.

Ang isang pisikal na sistema ay dapat palaging magpatuloy sa isang estado ng maximum entropy.

Sa ibang salita, ang ikalawang batas ay tumutukoy sa direksyon ng ebolusyon ng isang natural na proseso.

Ang mga likas na sistema ay palaging may tendensiyang mapakinabangan ang kanilang entropy.

At iyan ang tungkol sa ikalawang batas.

Isaalang-alang ang halimbawa, ang paglipat ng init mula sa isang katawan patungo sa iba pang kontak dahil sa pagkakaiba ng temperatura.

Ang init ay laging dumadaloy mula sa mas mainit na katawan sa isang mas malamig na spontaneously. Ngunit, walang sinuman ang nakapanood ng kusang paglipat ng init mula sa isang mas malamig na katawan sa isang mas mainit na katawan.

Kahit na ang ganitong kababalaghan ay pinahihintulutan ng unang batas, ang naturang mga proseso ay hindi kailanman nangyari nang natural. Iyon ang kakanyahan ng ikalawang batas.

Ang init ay inililipat mula sa isang mas mainit na katawan sa isang mas malamig na katawan dahil ito ay sinamahan ng pagtaas ng entropy ngunit, ang pakikipag-usap ay hindi kailanman nangyayari dahil sa gayon ang entropy ng sistema ay kinakailangan upang bawasan.

Iyon ang sinasabi ng Clausius.

Ito ay maaaring pinatunayan na ang lahat ng mga pahayag ng ikalawang batas ay ganap na katumbas at umiikot sa paligid ng parehong sentral na konsepto ng pagtaas ng entropy.

Maaaring nabanggit na, ang paglipat ng init mula sa isang mas malamig na katawan sa isang mas mainit na katawan ay posible (tulad ng sa isang ref o isang air conditioner). Sinasabi ng Ikalawang batas na ang gayong proseso ay gayunpaman ay hindi kusang-loob at natural. Upang maganap ang naturang proseso, kinakailangan ang panlabas na trabaho.