Què indica la segona llei de la termodinàmica?

Què indica la segona llei de la termodinàmica?
Anonim

Resposta:

Hi ha diverses afirmacions associades a la segona llei de la termodinàmica. Tots ells equivalen lògicament. La declaració més lògica és la que implica augmentar l'entropia.

Per tant, permeteu-me presentar les altres declaracions equivalents de la mateixa llei.

Declaració de Kelvin-Planck -

No hi ha cap procés cíclic possible, el sol resultat és la conversió completa de la calor en una quantitat de treball equivalent.

Declaració de Clausius -

No hi ha cap procés cíclic possible i el seu únic efecte seria la transferència de calor d'un cos més fred a un cos més calent.

Explicació:

Tots els processos irreversibles (naturals i espontanis) es caracteritzen pel fet que l'entropia augmenta sempre en aquests processos.

I la segona llei de la termodinàmica significa lògicament que l'entropia sempre tendeix a augmentar.

Un sistema físic sempre ha de procedir a un estat de màxima entropia.

En altres paraules, la segona llei especifica la direcció de l’evolució d’un procés natural.

Els sistemes naturals sempre tenen una tendència a maximitzar la seva entropia.

I això és el que tracta la segona llei.

Considerem, per exemple, la transferència de calor d’un cos a un altre en contacte a causa de la diferència de temperatura.

La calor sempre flueix de manera espontània a un cos més calent i freda. Però, ningú no ha observat mai la transferència espontània de calor d’un cos més fred a un cos més calent.

Tot i que aquest primer fenomen és permès per la primera llei, aquests processos mai no es produeixen de manera natural. Aquesta és l'essència de la segona llei.

La calor es transfereix d’un cos més calent a un cos més fred, ja que s’acompanya d’augment d’entropia, però, a la inversa, no s’aconsegueix, perquè s’ha de reduir l’entropia del sistema.

Això és el que fa la declaració de Clausius.

Es pot demostrar que totes les afirmacions de la segona llei són completament equivalents i gira al voltant del mateix concepte central d’augment d’entropia.

Es pot assenyalar que és possible la transferència de calor d’un cos més fred a un cos més calent (com en un refrigerador o un aire condicionat). La segona llei estableix que aquest procés no és espontani ni natural. Per tal que es produeixi un procés, es requereix un treball extern.