Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής

Ακόμη και σε πρώιμους χρόνους έχει παρατηρήσει πρότυπο κατανομής της θερμότητας: η θερμότητα μπορεί αυθόρμητα κινηθεί από το θερμαινόμενο σώμα σε υψηλότερη θερμοκρασία σε ένα λιγότερο θερμαινόμενο. Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής, γεγονός που εξηγεί τη διαδικασία αυτή ανακαλύφθηκε από τον πειραματισμό. Για πρώτη φορά εκτίθεται στο του 1824 S. Carnot, ένα Γάλλο μηχανικό, ο οποίος προσδιόρισε πώς και υπό ποιες συνθήκες η φωτιά πέρασε σε χρήσιμες εργασίες στα μηχανήματα της εποχής. Στη μέση του ΧΙΧ αιώνα, με βάση το Γερμανό επιστήμονα Rudolf Clausius διατύπωσε τον κανόνα, η οποία είναι τώρα γνωστή ως το δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής. Η ουσία του είναι ότι η θερμότητα πηγαίνει ποτέ σε ένα πιο θερμαινόμενο σώμα από ένα λιγότερο θερμαινόμενη αυθόρμητα, δηλαδή η μεταφορά της θερμότητας στο σώμα με την υψηλότερη θερμοκρασία πρέπει να αντισταθμίζεται από μια εξωτερική παροχή ηλεκτρικού ρεύματος. Ως παράδειγμα, συστήματα ψύξης. Αργότερα, ο William Thomson και κάποιοι άλλοι επιστήμονες να αποσαφηνίσει τη διατύπωση του νόμου.

Η αρχή αυτή θα πρέπει να γίνει κατανοητό ακόμη πιο διαδεδομένη από ό, τι για τη θεραπεία του Rudolf Clausius. Πάρτε, για παράδειγμα, της λειτουργίας μετατροπή σε θερμότητα. Μπορεί να παραχθεί από τη δύναμη τριβής. Όταν το έργο αυτό μεταφράζεται σε θερμότητα εντελώς, χωρίς όλα τα επιπλέον προσπάθεια και την αποζημίωση. Μετατροπή από μόνη της αδύνατη. Η μετατροπή της προκύπτουσας θερμότητας σε έργο - είναι ένα τεχνητό διαδικασία, δηλαδή, που απαιτούν ειδική, τεχνητά διατεταγμένα συνθήκες.

Σε γενικές γραμμές, ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής, που διατυπώθηκε τις αρχές και την κατεύθυνση της ροής των φυσικών διεργασιών. Ξεκινώντας από αυτό, μπορεί να εξηγηθεί από τη λειτουργία μιας σειράς συσκευών. Έτσι, οι μηχανές θερμότητας λειτουργούν με τη διαφορά θερμοκρασίας μέσω της οποίας η θερμότητα μεταφέρεται από το ζεστό στο κρύο τα μέρη - από teplootdatchika προς την ψύκτρα. Σε αυτή την περίπτωση, η αποτελεσματικότητα της συσκευής δεν μπορεί να είναι εκατό τοις εκατό. Δηλαδή, δεν είναι όλα της θερμότητας μετατρέπεται σε έργο, αλλά μόνο μέρος της. Αυτό μπορεί να εξηγήσει εν μέρει το γεγονός ότι για να δημιουργήσετε μια αέναη κίνηση μηχανής (δεύτερης τάξης) είναι κατ 'αρχήν αδύνατο. Με άλλα λόγια, ποτέ εφεύρει μια συσκευή που θα συμμορφωθεί πλήρως και χωρίς καμία αποζημίωση γύρισε τη θερμότητα σε έργο. Με βάση τα παραπάνω, οι επιστήμονες R. Clausius και W. Thompson προσδιόρισε την διατύπωση του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής. Πρώτον, αυθόρμητα θερμότητα δεν μπορεί να μετακινηθεί από λιγότερη θερμότητα σε θερμότερα σώματα? δεύτερον, δεν είναι όλα η θερμότητα κατευθύνεται από teplootdatchika στην ψύκτρα, πηγαίνει σε χρήσιμο έργο, αλλά μάλλον μόνο ένα τμήμα αυτού. Υπάρχουν επίσης αρκετές παρόμοιες συνταγοποιήσεις, που γενικά είναι μια αντανάκλαση των ανωτέρω. Πηγαίνοντας από teploperedatchika στην ψύκτρα, η ενέργεια δεν εξαφανίζεται, έτσι ώστε ο νόμος της διατήρησης της συνολικής ενέργειας δεν έρχεται σε αντίθεση με το δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής. Ο ορισμός που αναπτύχθηκε από διάφορους επιστήμονες και αποτελείται από πολλά βασικά σημεία, τα οποία αναφέρονται σε αυτό το άρθρο.

Διεργασίες οι οποίες σχετίζονται με την ενεργειακή μετατροπή, μπορεί αυθόρμητα να ρέει μόνο στην περίπτωση κατά την οποία η ενέργεια του συμπυκνωμένη μορφή σε μια διεσπαρμένη πέρασε. Μία από τις πιο σημαντικές ικανότητες εγγενείς ανθρώπους και τη βιόσφαιρα, τα οικοσυστήματα - την ικανότητα να μειώνουν την εντροπία. Ο τελευταίος όρος σημαίνει την αναλογία της ποσότητας της θερμότητας σε μία τιμή θερμοκρασίας, ένα είδος μέτρου του χάους και σχετίζεται με απώλεια της ικανότητας ενός συστήματος να εκτελέσει μια συγκεκριμένη εργασία? κατά την αλλαγή του όγκου του συστήματος ή την ενέργεια εντροπίας του μειώνεται.

Το 1865, R. Clausius διατύπωσε τελικά το δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής. Εντροπία, εξ ορισμού της, αυξάνεται όταν συμβεί ένα κλειστό nonequilibrium σύστημα αυθόρμητων διαδικασιών.

Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής υποτάσσει λεγόμενη αρχή της οικολογικής πυραμίδες? Επιπλέον, ο ίδιος - η πηγή του Νόμου Lindemann, η οποία εξηγεί τις αρχές της κυκλοφορία της ενέργειας στο οικοσύστημα. Επισημαίνει σε ένα συγκεκριμένο σημείο (παροδικότητα) που συμβαίνουν στη φύση των αυθόρμητων διαδικασιών. Σύμφωνα με αυτά, η ενέργεια μετατρέπεται σε θερμότητα και η θερμότητα μεταφέρεται στον ψύκτη από ένα θερμαινόμενο σώμα, το οποίο οδηγεί στην εξίσωση της θερμοκρασίας σε χαμηλό επίπεδο, η συνέπεια της οποίας είναι να σταματήσει όλα τα είδη των μορφών της κίνησης, ή τα παρόμοια. Ν «Θερμικό θάνατο». Αν μιλάμε για σαφή και απλή γλώσσα, η ουσία του το δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής είναι: όλες οι αυθόρμητες, φυσικές διεργασίες τελειώσει το χάος και την υποβάθμιση. Αυτό μπορεί να φαίνεται από το ακόλουθο παράδειγμα: αν το σπίτι για πολλά χρόνια για να φύγει χωρίς μια σειρά, θα αρχίσει σταδιακά να μειώνεται, κατάρρευση.