Antrasis termodinamikos dėsnis
Antrasis termodinamikos dėsnis teigia, kad, kai energija iš vienos formos pereina į kitą arba materija laisvai juda, uždaroje sistemoje didėja entropija (netvarka).
Temperatūros, slėgio ir tankio skirtumai po kurio laiko horizontaliai išsilygina. Dėl gravitacijos jėgos tankis ir slėgis vertikaliai neišsilygina. Tankis ir slėgis apačioje bus didesnis nei viršuje.
Entropija - tai materijos ir energijos plitimo visur, kur tik jos gali patekti, matas.
Dažniausiai antrasis termodinamikos dėsnis iš esmės suformuluotas Rudolfo Klauzijaus dėka:
Kitaip tariant, viskas stengiasi išlaikyti tą pačią temperatūrą per tam tikrą laiką.
Yra daugybė antrojo dėsnio teiginių, kuriuose vartojami skirtingi terminai, tačiau visi jie reiškia tą patį. Kitas Klauzijaus teiginys:
Šiluma pati savaime negali pereiti iš šaltesnio kūno į karštesnį.
Lygiavertis lordo Kelvino teiginys yra toks:
Transformacija, kurios vienintelis galutinis rezultatas yra iš pastovios temperatūros šaltinio paimtą šilumą paversti darbu, yra neįmanoma.
Antrasis dėsnis taikomas tik didelėms sistemoms. Antrasis dėsnis yra apie tikėtiną sistemos, į kurią nepatenka ir iš kurios nepatenka jokia energija ar medžiaga, elgseną. Kuo didesnė sistema, tuo didesnė tikimybė, kad antrasis dėsnis bus teisingas.
Paprasta stilizuota šilumos siurblio garų suspaudimo šaldymo ciklo schema: 1) kondensatorius, 2) išsiplėtimo vožtuvas, 3) garintuvas, 4) kompresorius.
Apžvalga
Bendrąja prasme antrasis dėsnis teigia, kad temperatūrų skirtumai tarp tarpusavyje besiliečiančių sistemų turi tendenciją išsilyginti ir kad iš šių nevienodų temperatūrų skirtumų galima gauti darbą, tačiau, atliekant darbą ir didėjant entropijai, prarandama šiluminė energija. Slėgio, tankio ir temperatūros skirtumai izoliuotoje sistemoje yra linkę susilyginti, jei tik yra galimybė; tankiui ir slėgiui, bet ne temperatūrai, turi įtakos gravitacija. Šiluminis variklis yra mechaninis įrenginys, kuris atlieka naudingą darbą dėl dviejų kūnų temperatūrų skirtumo.
Citatos
| " | Dėsnis, kad entropija visada didėja, manau, užima aukščiausią vietą tarp gamtos dėsnių. Jei kas nors jums nurodys, kad jūsų mėgstama visatos teorija nesutampa su Maksvelo lygtimis - tuo blogiau Maksvelo lygtims. Jei paaiškėja, kad joms prieštarauja stebėjimai - ką gi, eksperimentatoriai kartais suklysta. Bet jei paaiškės, kad jūsų teorija prieštarauja antrajam termodinamikos dėsniui, negaliu jums suteikti jokios vilties; jai nelieka nieko kito, kaip tik žlugti giliausiame nusižeminime. | " |
-Sir Arthur Stanley Eddington, "Fizikinio pasaulio prigimtis" (1927)
| " | Entropijos didėjimo tendencija izoliuotose sistemose išreiškiama antruoju termodinamikos dėsniu - bene pesimistiškiausia ir amoraliausia visos žmonijos minties formuluote. | " |
--Greg Hill ir Kerry Thornley, Principia Discordia (1965)
| " | Antrojo dėsnio formuluočių yra beveik tiek pat, kiek ir diskusijų apie jį. | " |
--Filosofas ir fizikas P. W. Bridgmanas, (1941)
Įvairūs
- Flandersas ir Swannas sukūrė Antrojo termodinamikos dėsnio teiginio muzikinį apipavidalinimą, pavadintą "Pirmasis ir antrasis dėsnis.
- Ekonomistas Nicholas Georgescu-Roegenas atskleidė entropijos dėsnio reikšmę ekonomikos srityje (žr. jo darbą "Entropijos dėsnis ir ekonominis procesas" (The Entropy Law and the Economic Process, 1971), Harvard University Press).
Klausimai ir atsakymai
K: Koks yra antrasis termodinamikos dėsnis?
A: Antrasis termodinamikos dėsnis teigia, kad kai energija iš vienos formos pereina į kitą arba materija laisvai juda, uždaroje sistemoje didėja entropija (netvarka).
K: Kas laikui bėgant turi tendenciją horizontaliai išsilyginti?
A: Temperatūros, slėgio ir tankio skirtumai po kurio laiko horizontaliai išsilygina.
K: Kodėl tankis ir slėgis neišsilygina vertikaliai?
A: Dėl gravitacijos jėgos tankis ir slėgis vertikaliai neišsilygina. Tankis ir slėgis apačioje bus didesnis nei viršuje.
K: Kas yra entropija?
A: Entropija yra materijos ir energijos sklaidos visur, kur jos gali patekti, matas.
K: Kaip dažniausiai formuluojamas antrasis termodinamikos dėsnis?
A: Dažniausiai antrasis termodinamikos dėsnis iš esmės suformuluotas Rudolfo Klauzijaus dėka: viskas stengiasi išlaikyti tą pačią temperatūrą per tam tikrą laiką.
K: Koks dar vienas Klauzijaus teiginys apie antrąjį termodinamikos dėsnį?
A: Kitas Klauzijaus teiginys yra tas, kad šiluma savaime negali pereiti iš šaltesnio kūno į karštesnį.
K: Kokiai sistemai taikomas antrasis termodinamikos dėsnis?
A: Antrasis termodinamikos dėsnis taikomas tik didelėms sistemoms, į kurias energija ar medžiaga nepatenka ir iš kurių neišeina. Kuo didesnė sistema, tuo didesnė tikimybė, kad antrasis dėsnis bus teisingas.
