Hvad siger den anden lov i termodynamikken?

Svar:

Der er forskellige udsagn forbundet med termodynamikens anden lov. Alle er logisk ækvivalente. Den mest logiske erklæring er den, der involverer entropiforøgelse.

Så lad mig introducere de andre tilsvarende udtalelser i samme lov.

Kelvin-Plancks erklæring -

Ingen cyklisk proces er mulig, hvis eneste resultat er den fuldstændige omdannelse af varme til en tilsvarende mængde arbejde.

Clausius erklæring -

Ingen cyklisk proces er mulig, hvis eneste effekt ville være overførsel af varme fra et koldere krop til en varmere krop.

Forklaring:

Alle irreversible (naturlige og spontane) processer er kendetegnet ved, at entropi altid stiger i sådanne processer.

Og den anden lov i termodynamikken betyder logisk, at entropi altid har tendens til at stige.

Et fysisk system skal altid gå videre til en tilstand af maksimal entropi.

Med andre ord specificerer anden lov evolutionens retning for en naturlig proces.

Naturlige systemer har altid en tendens til at maksimere deres entropi.

Og det er det, den anden lov handler om.

Overvej f.eks. Overførslen af varme fra en krop til en anden i kontakt på grund af temperaturforskellen.

Varme strømmer altid fra en varmere krop til en koldere en spontant. Men ingen har nogensinde observeret spontan overførsel af varme fra et koldere krop til en varmere krop.

Selv om et sådant fænomen er tilladt efter den første lov, forekommer sådanne processer naturligt ikke. Det er essensen af den anden lov.

Varme overføres fra en varmere krop til et koldere krop, fordi det ledsages af entropiforøgelse, men det omvendte sker aldrig, fordi der som sådan er behov for entropi af systemet.

Det er det, som Clausius 'erklæring handler om.

Det kan bevises, at alle udtalelser fra den anden lov er helt ækvivalente og drejer sig om det samme centrale begreb entropiforøgelse.

Det kan bemærkes, at overførsel af varme fra et koldere krop til en varmere krop er muligt (som i køleskab eller klimaanlæg). Anden lov siger, at en sådan proces ikke er spontan og naturlig. For at en sådan proces skal finde sted, kræves der eksternt arbejde.