Что говорит второй закон термодинамики?

Ответ:

Существуют различные утверждения, связанные со вторым законом термодинамики. Все они логически эквивалентны. Наиболее логичное утверждение - это увеличение энтропии.

Итак, позвольте мне представить другие эквивалентные утверждения того же закона.

Заявление Кельвина-Планка -

Циклический процесс невозможен, единственным результатом которого является полное преобразование тепла в эквивалентное количество работы.

Заявление Клаузиуса -

Циклический процесс невозможен, единственным эффектом которого будет передача тепла от более холодного тела к более горячему.

Объяснение:

Все необратимые (естественные и спонтанные) процессы характеризуются тем, что энтропия в таких процессах всегда увеличивается.

И второй закон термодинамики логически означает, что энтропия всегда имеет тенденцию к увеличению.

Физическая система всегда должна переходить в состояние максимальной энтропии.

Другими словами, второй закон определяет направление эволюции естественного процесса.

Природные системы всегда имеют тенденцию максимизировать свою энтропию.

И в этом весь второй закон.

Рассмотрим, например, передачу тепла от одного тела к другому в контакте из-за разницы температур.

Тепло всегда течет от более горячего тела к более холодному самопроизвольно. Но никто никогда не наблюдал спонтанную передачу тепла от более холодного тела к более горячему телу.

Хотя такое явление допустимо по первому закону, такие процессы никогда не происходят естественным образом. В этом суть второго закона.

Тепло передается от более горячего тела к более холодному, потому что оно сопровождается увеличением энтропии, но обратное никогда не происходит, потому что энтропия системы как таковая должна уменьшаться.

Вот о чем говорит заявление Клаузиуса.

Можно доказать, что все утверждения второго закона полностью эквивалентны и вращаются вокруг одной и той же центральной концепции увеличения энтропии.

Можно отметить, что передача тепла от более холодного тела к более горячему телу возможна (как в холодильнике или кондиционере). Второй закон гласит, что такой процесс не является спонтанным и естественным. Для того, чтобы такой процесс имел место, требуется внешняя работа.