熱力学の第二法則は何を述べていますか?

熱力学の第二法則は何を述べていますか?
Anonim

回答:

熱力学の第二法則に関連する様々な記述があります。それらはすべて論理的に同等です。最も論理的な記述はエントロピー増加を含むものです。

それで、私は同じ法律の他の同等の声明を紹介させてください。

ケルビン - プランクの声明 -

その唯一の結果が熱の同等量の仕事への完全な変換であるというサイクルプロセスは不可能である。

クラウジウスの言葉 -

その唯一の効果がより低温の物体からより高温の物体への熱の伝達であるという周期的なプロセスは不可能である。

説明:

不可逆的(自然および自発的)過程はすべて、そのような過程でエントロピーが常に増加するという事実によって特徴付けられます。

そして熱力学の第二法則は論理的にエントロピーが常に増加する傾向があることを意味します。

物理システムは常に最大エントロピーの状態に進みます。

言い換えれば、第二法則は自然過程の進化の方向を規定している。

自然系は常にそのエントロピーを最大化する傾向があります。

そしてそれが第二法則のすべてです。

例えば、温度差による、接触している物体から物体への熱の移動を考えてみましょう。

熱は常により高温の体からより低温の体へ自然に流れる。しかし、冷たい体からより熱い体への自発的な熱伝達は誰も観察していません。

たとえそのような現象が第一法則によって許容されるとしても、そのようなプロセスは自然には起こりません。それが第二法則の本質です。

熱はエントロピーの増加を伴うので、より高温の物体からより低温の物体に伝達されるが、そのように系のエントロピーを減少させることが要求されるので、その逆は決して起こらない。

それが、クラウジウスの言葉のすべてです。

第二法則のすべての記述は完全に同等であり、エントロピー増加という同じ中心概念を中心に展開していることが証明されるかもしれません。

より低温の本体からより高温の本体への熱の伝達が可能であることに留意されたい(冷蔵庫またはエアコンの場合のように)。第二法則では、そのようなプロセスは自然発生的ではないとしています。このようなプロセスが発生するためには、外部の作業が必要です。