Второй принцип термодинамики

Термодинамика — наука, которая изучает явления, сопровождающие превращения энергии из одной формы в другую.

Второй закон, или второй принцип термодинамики связан с понятием энтропии, которая является мерой неупорядоченности.

Второй принцип термодинамики выведено из наблюдений за обыденным явлением — нагретыми предметами, которые со временем остывают. Иначе говоря, тепловой поток самовольно переносит теплоту от более нагретого тела к менее нагретому. Теплота никогда сама по себе не переносится от холодных тел к теплым. Из этих наблюдений был сформулирован второй принцип термодинамики, который объясняет поведение тепловых потоков тем, что энергия в природе имеет свойство рассеиваться.

ТЕПЛОВОЙ ПОТОК

Тепло переходит от нагретого тела к более холодному, и кофе в чашке постепенно остывает, передавая тепло окружающей среде. Кофе никогда сам по себе не станет горячим, поглощая тепло из холодного воздуха окружающей среды.
Тепло переходит от нагретого тела к более холодному, и кофе в чашке постепенно остывает, передавая тепло окружающей среде. Кофе никогда сам по себе не станет горячим, поглощая тепло из холодного воздуха окружающей среды.

Что заставляет тепло перемещаться от горячего тела к холодному? Кинетическая теория утверждает, что тепловая энергия повышает температуру вещества за счет увеличения кинетической энергии его мельчайших частиц, которые при нагревании начинают двигаться быстрее. В твердых телах тепло распространяется благодаря теплопроводности. Представьте, например, два слитка металла различной температуры, которые мы прижали друг к другу. Частицы горячего слитка, движущихся быстро, сталкиваются с медленными частицами холодного слитка. Во время этих столкновений передается энергия, и медленные частицы начинают двигаться быстрее, а частицы горячего слитка останавливаются. В результате все тепло, содержащейся в обоих слитках, равномерно распределяется по всему объему, и их температура становится одинаковой.

ТЕПЛОВОЙ ПОТОК И УПОРЯДОЧЕННОСТЬ СТРОЕНИЯ ВЕЩЕСТВА

По второму принципу термодинамики тепловой поток рассматривается как распространение неупорядоченности. Опять рассмотрим твердое тело: его частицы занимают определенные позиции. А в кристаллах они колеблются в узлах кристаллической решетки. Когда тело холодное, частицы колеблются вокруг центрального положения медленнее, чем когда тело горячее. При повышении температуры, т.е. при поглощении энергии, частицы начинают двигаться быстрее — строгий порядок нарушается.

Частицы жидкости свободны в движениях относительно друг друга и могут заменять соседей. Структура жидкости менее упорядочена, чем структура твердого тела. Строение газов имеет еще меньше порядка, поскольку частицы в них находятся на значительном расстоянии друг от друга.

Ссылка на основную публикацию