Kaj pravi drugi zakon termodinamike?

Odgovor:

Obstajajo različne izjave, povezane z drugim zakonom termodinamike. Vsi so logično enakovredni. Najbolj logična izjava je tista, ki vključuje povečanje entropije.

Naj vam predstavim druge enakovredne izjave istega zakona.

Izjava Kelvin-Plancka -

Možen je noben ciklični proces, katerega edini rezultat je popolna pretvorba toplote v enako količino dela.

Clausiusova izjava -

Možen je noben cikličen proces, katerega edini učinek bi bil prenos toplote iz hladnejšega telesa v bolj vroče telo.

Pojasnilo:

Za vse nepovratne (naravne in spontane) procese je značilno, da se entropija v takšnih procesih vedno poveča.

Drugi zakon termodinamike logično pomeni, da se entropija vedno povečuje.

Fizični sistem mora vedno preiti v stanje največje entropije.

Z drugimi besedami, drugi zakon določa smer razvoja naravnega procesa.

Naravni sistemi vedno težijo k maksimiranju svoje entropije.

In to je tisto, kar je drugi zakon.

Razmislite na primer o prenosu toplote iz enega telesa na drugega v stiku zaradi temperaturne razlike.

Toplota vedno teče spontano iz bolj vročega telesa v hladnejšo. Ampak, nihče ni nikoli opazil spontanega prenosa toplote iz hladnejšega telesa v bolj vroče telo.

Čeprav je takšen pojav dovoljen s prvim zakonom, se takšni procesi nikoli ne pojavijo naravno. To je bistvo drugega zakona.

Toplota se prenese iz bolj vročega telesa v hladnejše telo, ker jo spremlja povečanje entropije, toda konverzija se nikoli ne zgodi, ker se mora entropija sistema zmanjšati.

To je vse, kar je Clausiusova izjava.

Dokazati je mogoče, da so vse izjave drugega zakona popolnoma enakovredne in se vrti okoli istega osrednjega koncepta povečanja entropije.

Opazimo lahko, da je možen prenos toplote iz hladnejšega telesa na bolj vročo telo (kot v hladilniku ali klimatski napravi). Drugi zakon navaja, da tak postopek ni spontan in naraven. Za izvedbo takega postopka je potrebno zunanje delo.