A doua lege a termodinamicii - lumea este frumoasă

A doua lege a termodinamicii - una dintre legile fundamentale ale fizicii, legea non-descreștere a entropiei într-un sistem izolat.
Pentru un sistem cu temperatură constantă este o funcție de stare S - entropie, care este determinat astfel încât






1. O tranziție adiabatică de echilibru de stat A într-o stare de echilibru B este posibilă numai atunci când

.

2. Creșterea entropiei în procesul de cvasi-statică încă lentă

.

unde T - temperatura.
Formularea de mai sus este foarte formalichne. Există mai multe formulări alternative de a doua lege a termodinamicii. De exemplu, Planck a sugerat următoarea formulare:
Nu este posibil să se construiască o mașină care ar funcționa în cicluri, s-a răcit sursa de căldură sau de a urca în sus sarcini, fără a provoca nici o schimbare în natura.

Constantin Carathéodory a dat o formulare axiomatic strictă
Aproape există stat 1 de stat 2, tranzițiile adiabatice de la starea 1 la starea 2 imposibilă.

Boltzmann formulat a doua lege a termodinamicii în termenii fizicii statistice:
Natura tinde să se deplaseze de la state cu probabilitate mai mica de realizare, în stare cu probabilitate mai mare de realizare.

Comune astfel de declarații.
Nemozhlivo pobuduvati vіchny dvigun o altă cursă.

Nu este posibil transferul de căldură de la rece la un corp cald, fără a cheltui la aceeași energie.

Fiecare sistem tinde să se deplaseze de la ordine la dezordine.

.

în cazul în care. - numărul de stări microscopice care corespund stadiului actual al macroscopice, k B - constanta Boltzmann.






Din definiția statistică a entropiei este evident că creșterea entropiei corespunde trecerii la această stare cea mai mare valoare stări microscopice caracterizate macroscopice.
În cazul în care starea inițială a unui sistem non-echilibru termodinamic, în timp, se duce la starea de echilibru, creșterea entropia lui. Acest proces are loc numai într-o singură direcție. Procesul invers - trecerea de la echilibru la dezechilibrarea inițială nu se realizează. Adică, direcția de recepție a lungul timpului.
Legile fizicii care descrie lumea microscopice, invariante în raport cu schimbarea T-T. Acest lucru este valabil atât în ​​ceea ce privește legile mecanicii clasice și legile mecanicii cuantice. În lumea microscopice, există forțe conservatoare, nu există nici o frecare, care este disiparea energiei; conversia la alte forme de energie în energie de mișcare termică, iar acest lucru la rândul său, este legat de legea entropiei non-descrescătoare.
Imaginați-vă, de exemplu, gazul din rezervor, amplasat într-un rezervor mai mare. Dacă rezervor mai mică supapă deschisă, gazul după ceva timp pentru a umple un vas mare, astfel încât densitatea sa este egalată. Conform legilor lumii microscopice, există, de asemenea, un proces invers, gazul din rezervor mai mare va colecta în capacitate mai mică. Dar, în lumea macroscopică nu este realizat.
În cazul în care entropia fiecărui sistem izolat crește doar cu timpul, iar universul este un sistem izolat, entropia atinge vreodată un maxim, după care orice modificări nu va fi posibilă.
Astfel de considerații, care au apărut după instalarea celei de a doua lege a termodinamicii, cunoscut sub numele de moarte de căldură. Această ipoteză este larg dezbătută în secolul al 19-lea.
Fiecare proces din lume duce la împrăștierea unora din energia și transformarea acesteia în căldură, la o tulburare în creștere. Desigur, universul nostru este încă tânăr suficient. proceselor termonucleare în stele duc la fluxul de energie susținută pe pământ, de exemplu. Pământul este, și va rămâne mult timp un sistem deschis, care primește energie de la o varietate de surse :. Din Soare, de la procesele radioactive descompuse în miez, astfel încât în ​​sisteme deschise, entropia poate fi redusă, ceea ce conduce la o varietate de stuktura bine-numit.