Termodinamiğin ikinci yasası ne ifade eder?

Cevap:

Termodinamiğin ikinci yasası ile ilgili çeşitli açıklamalar vardır. Hepsi mantıksal olarak eşdeğerdir. En mantıklı ifade, entropi artışını içeren ifadedir.

Öyleyse, aynı kanunun diğer eşdeğer ifadelerini açıklamama izin verin.

Kelvin-Planck'ın açıklaması -

Tek sonucu ısının eşdeğer bir iş miktarına dönüştürülmesi olan döngüsel bir işlem mümkün değildir.

Clausius'un ifadesi -

Tek etkisi ısının daha soğuk bir gövdeden daha sıcak bir gövdeye aktarılması olan döngüsel bir işlem mümkün değildir.

Açıklama:

Tüm geri dönüşümsüz (doğal ve spontan) işlemler, entropinin bu gibi işlemlerde her zaman artmasıyla karakterize edilir.

Termodinamiğin ikinci yasası mantıksal olarak entropinin her zaman artma eğiliminde olduğu anlamına gelir.

Fiziksel bir sistem her zaman maksimum entropi durumuna geçmelidir.

Başka bir deyişle, ikinci yasa, doğal bir sürecin evrim yönünü belirler.

Doğal sistemler her zaman entropilerini en üst düzeye çıkarma eğilimindedir.

Ve ikinci yasanın konusu budur.

Örneğin, sıcaklık farkından dolayı ısının temas halindeyken bir vücuttan diğerine ısı transferini düşünün.

Isı her zaman sıcak bir gövdeden kendiliğinden daha soğuk bir sıcaklığa akar. Ancak, hiç kimse daha soğuk bir gövdeden daha sıcak bir gövdeye kendiliğinden ısı transferini gözlemlememiştir.

Her ne kadar bu fenomene birinci yasayla izin verilse de, bu tür süreçler hiçbir zaman doğal olarak gerçekleşmez. İkinci yasanın özü budur.

Isı, daha sıcak bir cisimden daha soğuk bir cisme aktarılır çünkü entropi artışı eşlik eder, ancak sistemin entropisinin azaltılması gerektiği için dönüşüm asla gerçekleşmez.

Clausius'un ifadesi bununla ilgili.

İkinci yasanın tüm ifadelerinin tamamen eşdeğer olduğu ve aynı merkezi entropi artışı kavramı etrafında döndüğü kanıtlanabilir.

Sıcaklığın daha soğuk bir gövdeden daha sıcak bir gövdeye transferinin mümkün olduğu not edilebilir (bir buzdolabında veya klimada olduğu gibi). İkinci yasa, böyle bir sürecin kendiliğinden ve doğal olmadığını belirtir. Böyle bir sürecin gerçekleşmesi için dış çalışma gereklidir.