Otrais termodinamikas likums
Otrais termodinamikas likums nosaka, ka, mainoties enerģijai no vienas formas uz citu vai matērijai brīvi pārvietojoties, entropija (nekārtība) slēgtā sistēmā palielinās.
Temperatūras, spiediena un blīvuma atšķirībām ir tendence pēc kāda laika horizontāli izlīdzināties. Gravitācijas spēka dēļ blīvums un spiediens neizlīdzinās vertikāli. Apakšā blīvums un spiediens būs lielāks nekā augšā.
Entropija ir matērijas un enerģijas izplatības rādītājs visur, kur tām ir piekļuve.
Visizplatītākais termodinamikas otrā likuma formulējums būtībā ir saistīts ar Rūdolfu Klauziju:
Citiem vārdiem sakot, viss cenšas uzturēt nemainīgu temperatūru laika gaitā.
Otrajā likumā ir daudz formulējumu, kuros tiek lietoti dažādi termini, taču visi tie nozīmē vienu un to pašu. Cits Klausiusa apgalvojums ir šāds:
Siltums pats no sevis nevar pāriet no aukstākas uz karstāku ķermeni.
Lorda Kelvina izteikums ir šāds:
Pārveidošana, kuras vienīgais galarezultāts ir siltuma, kas iegūts no avota nemainīgā temperatūrā, pārvēršana darbā, nav iespējama.
Otrais likums attiecas tikai uz lielām sistēmām. Otrais likums attiecas uz tādas sistēmas iespējamo uzvedību, kurā nenonāk ne enerģija, ne matērija. Jo lielāka ir sistēma, jo lielāka varbūtība, ka otrais likums būs patiess.
Siltumsūkņa tvaika kompresijas dzesēšanas cikla vienkārša stilizēta shēma: 1) kondensators, 2) izplešanās vārsts, 3) iztvaicētājs, 4) kompresors.
Pārskats
Vispārīgi runājot, otrais likums nosaka, ka temperatūras atšķirībām starp sistēmām, kas saskaras viena ar otru, ir tendence izlīdzināties un ka no šīm nelīdzsvarotajām atšķirībām var iegūt darbu, bet, veicot darbu un palielinoties entropijai, notiek siltumenerģijas zudums. Spiediena, blīvuma un temperatūras atšķirībām izolētā sistēmā ir tendence izlīdzināties, ja ir iespēja; blīvumu un spiedienu, bet ne temperatūru ietekmē gravitācija. Siltumdzinējs ir mehāniska ierīce, kas nodrošina lietderīgu darbu, izmantojot divu ķermeņu temperatūras starpību.
Citāti
| " | Likums, ka entropija vienmēr palielinās, manuprāt, ieņem augstāko vietu starp dabas likumiem. Ja kāds jums norāda, ka jūsu lolojamā Visuma teorija ir pretrunā ar Maksvela vienādojumiem, tad vēl jo sliktāk Maksvela vienādojumiem. Ja atklājas, ka novērojumi ir pretrunā - nu, šie eksperimentētāji reizēm kaut ko sajauc. Bet, ja jūsu teorija izrādīsies pretrunā ar otro termodinamikas likumu, es nevaru jums dot nekādu cerību; tai nekas cits neatliek, kā sabrukt visdziļākajā pazemojumā. | " |
-Sir Arthur Stanley Eddington, The Nature of the Physical World (1927).
| " | Tendence pieaugt entropijai izolētās sistēmās ir izteikta otrajā termodinamikas likumā - iespējams, vispesimistiskākajā un amorālākajā formulējumā visā cilvēces domāšanā. | " |
--Greg Hill un Kerry Thornley, Principia Discordia (1965)
| " | Otrā likuma formulējumu ir gandrīz tikpat daudz, cik diskusiju par to ir bijis. | " |
--filozofs / fiziķis P. V. Bridžmans, (1941)
Dažādi
- Flanderss un Svans radīja termodinamikas otrā likuma formulējuma noformējumu mūzikā ar nosaukumu "Pirmais un otrais likums.
- Ekonomists Nikolass Džordžesku-Roegens (Nicholas Georgescu-Roegen) parādīja Entropijas likuma nozīmi ekonomikā (sk. viņa darbu The Entropy Law and the Economic Process (1971), Harvard University Press).
Jautājumi un atbildes
J: Kāds ir otrais termodinamikas likums?
O: Otrais termodinamikas likums nosaka, ka, mainoties enerģijai no vienas formas citā formā vai matērijai brīvi pārvietojoties, entropija (nekārtība) slēgtā sistēmā palielinās.
J: Kas laika gaitā horizontāli izlīdzinās?
A: Temperatūras, spiediena un blīvuma atšķirībām pēc kāda laika ir tendence horizontāli izlīdzināties.
J: Kāpēc blīvums un spiediens neizlīdzinās vertikāli?
A: Gravitācijas spēka dēļ blīvums un spiediens neizlīdzinās vertikāli. Apakšā blīvums un spiediens būs lielāks nekā augšā.
J: Kas ir entropija?
A: Entropija ir matērijas un enerģijas izplatības mērs visur, kur tām ir piekļuve.
J: Kā visbiežāk formulē otro termodinamikas likumu?
A: Visbiežāk sastopamais termodinamikas otrā termodinamikas likuma formulējums būtībā ir Rūdolfa Klauziusa darbs: viss cenšas saglabāt to pašu temperatūru laika gaitā.
J: Kāds ir vēl viens Klausiusa apgalvojums par otro termodinamikas likumu?
A: Vēl viens Klauzija apgalvojums ir, ka siltums pats no sevis nevar pāriet no aukstākas uz karstāku ķermeni.
J: Uz kāda veida sistēmām attiecas otrais termodinamikas likums?
O: Otrais termodinamikas likums attiecas tikai uz lielām sistēmām, kurās enerģija vai matērija neiekļūst un neizkļūst. Jo lielāka ir sistēma, jo lielāka varbūtība, ka otrais likums būs patiess.
