Luật thứ hai của nhiệt động lực học

Ngay cả trong thời cổ đại, sự phân bố nhiệt thường xuyên được nhận thấy: nhiệt có thể chuyển tự nhiên từ một vật thể nóng với nhiệt độ cao hơn thành nhiệt không gia nhiệt. Luật thứ hai của nhiệt động lực học, giải thích quá trình này, đã được khám phá thực nghiệm. Lần đầu tiên, bản chất của nó đã được S. Carnot, một kỹ sư người Pháp xác định làm thế nào và dưới những điều kiện nào mà ngọn lửa đã đi vào công việc hữu ích trong những chiếc xe của thời đó. Vào giữa thế kỷ 19, trên cơ sở đó, nhà khoa học người Đức Rudolf Clausius đã đưa ra một quy luật được biết đến như là luật thứ hai của nhiệt động lực học. Bản chất của nó là nhiệt không bao giờ chuyển qua cơ thể ấm hơn từ sự đốt nóng ít tự nhiên hơn, nghĩa là sự chuyển đổi nhiệt tới cơ thể có nhiệt độ cao hơn phải được bù đắp bởi cung cấp năng lượng bên ngoài. Ví dụ như điện lạnh. Sau đó, W. Thomson và một số nhà khoa học khác làm sáng tỏ việc xây dựng luật này.

Nguyên tắc này được hiểu rộng rãi hơn trong điều trị Rudolph Clausius. Lấy ví dụ, chuyển đổi công việc thành nhiệt. Nó có thể được tạo ra bởi lực ma sát. Đồng thời, công việc được chuyển đến nhiệt hoàn toàn, mà không có bất kỳ nỗ lực bổ sung và bồi thường. Sự chuyển đổi ngược lại không thể tự nó xảy ra. Việc chuyển nhiệt để làm việc đã là một quá trình nhân tạo, tức là đòi hỏi những điều kiện đặc biệt, nhân tạo.

Nói chung, luật thứ hai về nhiệt động lực học là nguyên tắc của quá trình và hướng của quá trình tự nhiên. Xét từ nó, có thể giải thích được chức năng của một số thiết bị. Vì vậy, động cơ nhiệt làm việc tại các chi phí của một sự khác biệt của nhiệt độ nhờ đó nhiệt truyền từ một phần nóng đến một lạnh - từ một tản nhiệt để tản nhiệt. Và trong trường hợp này, hiệu quả của thiết bị không thể là 100%. Đó là, không phải tất cả nhiệt được chuyển thành công việc, nhưng chỉ là một phần của nó. Điều này có thể phần nào giải thích một thực tế là về nguyên tắc không thể tạo ra một máy chuyển động vĩnh cửu (loại thứ hai). Nói cách khác, một thiết bị mà sẽ hoàn toàn và không có bất kỳ bồi thường chuyển nhiệt vào công việc sẽ không bao giờ được phát minh. Tiến hành từ tất cả những điều trên, các nhà khoa học R. Clausius và W. Thompson đã xác định công thức của luật thứ hai về nhiệt động lực học. Thứ nhất, nhiệt tự phát không thể vượt qua từ cơ thể nóng hơn đến nóng hơn; Thứ hai, không phải tất cả nhiệt, được hướng từ bộ tản nhiệt đến bộ tản nhiệt, đi vào công việc hữu ích, nhưng chỉ là một phần của nó. Cũng có một số công thức tương tự, mà nói chung, là một sự phản ánh của những điều trên. Đi từ thiết bị truyền nhiệt đến bộ thu nhiệt, năng lượng không biến mất bất cứ nơi nào, do đó luật bảo toàn tổng lượng năng lượng không mâu thuẫn với luật thứ hai của nhiệt động lực học. Định nghĩa của nó đã được phát triển bởi một số nhà khoa học và bao gồm một số luận án chính, được xem xét trong bài viết này.

Các quá trình liên quan đến việc chuyển đổi năng lượng có thể tự động tiến hành chỉ khi năng lượng từ dạng tập trung đã đi vào trong phân tán. Một trong những khả năng quan trọng nhất, đặc biệt đối với con người cũng như sinh quyển, hệ sinh thái là khả năng entropy thấp. Thuật ngữ thứ hai đề cập đến tỷ lệ nhiệt lượng nhiệt độ, là một loại đo lường sự hỗn loạn và liên quan đến việc mất khả năng của bất kỳ hệ thống nào để thực hiện một số công việc nhất định; Khi khối lượng của hệ thống hoặc năng lượng thay đổi, entropy giảm.

Năm 1865 R. Clausius cuối cùng đã xây dựng luật thứ hai của nhiệt động lực học. Entropy, theo định nghĩa của nó, tăng lên khi các quá trình tự phát xảy ra trong bất kỳ hệ thống không bảo toàn khép kín nào.

Định luật thứ hai của nhiệt động lực học làm cho nguyên lý được gọi là các kim tự tháp sinh thái; Ngoài ra, ông là nguồn gốc của Luật Lindemann, giải thích nguyên tắc luân chuyển năng lượng trong hệ sinh thái. Nó chỉ ra tính không đối nghịch (không thể đảo ngược) của các quá trình tự phát xảy ra trong tự nhiên. Theo đó, năng lượng được chuyển thành nhiệt, và nhiệt được truyền đến cơ thể lạnh hơn từ cái nóng, dẫn tới sự cân bằng nhiệt độ ở mức thấp, hậu quả của nó là sự chấm dứt tất cả các dạng chuyển động của vật chất, hay cái gọi là. "Cái chết nhiệt". Nếu chúng ta nói bằng ngôn ngữ rõ ràng và đơn giản, thì bản chất của luật thứ hai của nhiệt động lực học là: tất cả các quá trình tự nhiên, tự nhiên dẫn đến sự hỗn loạn, suy thoái. Điều này có thể được giải thích trong ví dụ này: nếu ngôi nhà được để lại trong nhiều năm mà không có chủ sở hữu, nó sẽ dần dần suy giảm, sụp đổ.