กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์

แม้ในสมัยโบราณความสม่ำเสมอของการกระจายความร้อนก็สังเกตเห็น: ความร้อนสามารถถ่ายโอนได้เองจากร่างกายอุ่นที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นเพื่อให้ความร้อนได้น้อยกว่า กฎข้อ ที่สอง ของอุณหพลศาสตร์ อธิบายขั้นตอนนี้ถูกค้นพบโดยการทดลอง เป็นครั้งแรกที่สาระสำคัญของมันถูกอธิบายไว้ในปีค. ศ. 1824 โดย S. Carnot ซึ่งเป็นวิศวกรชาวฝรั่งเศสที่กำหนดวิธีการและภายใต้เงื่อนไขที่ว่าไฟจะเปลี่ยนไปใช้ประโยชน์ในเครื่องจักรในยุคนั้น ในช่วงกลางของศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์เยอรมัน Rudolph Clausius ได้กำหนดกฎที่เรียกว่ากฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ สาระสำคัญของมันคือความร้อนไม่เคยผ่านไปสู่ร่างกายอุ่นขึ้นจากความร้อนที่เกิดขึ้นเองน้อยนั่นคือการถ่ายเทความร้อนไปยังร่างกายที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นจะต้องได้รับการชดเชยจากแหล่งพลังงานภายนอก ตัวอย่าง ได้แก่ เครื่องทำความเย็น ต่อมาว. วชิรทอมสันและนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ได้ชี้แจงการกำหนดกฎหมายฉบับนี้

หลักการนี้เข้าใจได้มากยิ่งขึ้นกว่าในการรักษารูดอ Clausius ใช้ตัวอย่างเช่นการเปลี่ยนแปลงของการทำงานเป็นความร้อน สามารถผลิตได้ด้วย แรงเสียดทาน ในเวลาเดียวกันงานจะถูกถ่ายโอนไปสู่ความร้อนอย่างสมบูรณ์โดยไม่ต้องใช้ความพยายามและค่าชดเชยใด ๆ เพิ่มเติม การแปลงกลับไม่สามารถทำได้ด้วยตัวเอง การถ่ายโอนความร้อนในการทำงานนั้นเป็นกระบวนการที่มีการประดิษฐ์แล้วนั่นคือต้องใช้เงื่อนไขพิเศษในการจัดเทียม

โดยทั่วไปกฎหมายข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์กำหนดหลักการของหลักสูตรและทิศทางของกระบวนการทางธรรมชาติ จากนั้นจะสามารถอธิบายการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆได้ ดังนั้น เครื่องยนต์ความร้อน ทำงานที่ค่าใช้จ่ายของความแตกต่างของอุณหภูมิด้วยความร้อนที่ผ่านจากส่วนที่ร้อนไปเย็น - จากอ่างความร้อนเพื่อระบายความร้อน และในกรณีนี้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ไม่สามารถเป็น 100% นั่นคือความร้อนไม่ได้ทั้งหมดจะถูกแปลงเป็นงาน แต่เพียงส่วนหนึ่งของมัน นี้สามารถอธิบายความจริงที่ว่าเป็นไปไม่ได้ในหลักการในการสร้าง เครื่องเคลื่อนไหวตลอด (ของชนิดที่สอง) กล่าวอีกนัยหนึ่งอุปกรณ์ที่สมบูรณ์และไม่มีค่าตอบแทนใด ๆ ที่ทำให้ความร้อนเข้าสู่งานได้จะไม่ถูกคิดค้นขึ้น จาก ข้อสังเกต ข้างต้นนักวิทยาศาสตร์ R. Clausius และ W. Thompson ได้กำหนดรูปแบบของ กฎข้อ ที่สอง ของอุณหพลศาสตร์ ประการแรก ความร้อนจากธรรมชาติไม่สามารถผ่านจากร่างกายอุ่นขึ้น ประการที่สองไม่ใช่ความร้อนทั้งหมดที่นำมาจากอ่างความร้อนไปยังอ่างความร้อนจะเข้าสู่งานที่เป็นประโยชน์ แต่เพียงบางส่วนเท่านั้น นอกจากนี้ยังมีสูตรที่คล้ายกันหลายประการซึ่งโดยทั่วไปเป็นภาพสะท้อนของประเด็นข้างต้น จากอุปกรณ์ถ่ายเทความร้อนไปยังเครื่องรับความร้อนพลังงานจะไม่หายไปไหนดังนั้นกฎแห่งการอนุรักษ์พลังงานทั้งหมดจึงไม่เป็นอุปสรรคต่อกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ คำนิยามของมันถูกพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์หลายคนและประกอบด้วยวิทยานิพนธ์หลักหลายเรื่องซึ่งได้รับการพิจารณาในบทความนี้

กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานสามารถดำเนินการได้โดยธรรมชาติถ้าพลังงานจากรูปแบบเข้มข้นผ่านเข้าไปในกระจัดกระจาย หนึ่งในความสามารถที่สำคัญที่สุดของมนุษย์และชีววิทยาระบบนิเวศคือความสามารถในการเอนโทรปีต่ำ ระยะหลังหมายถึงอัตราส่วนของปริมาณความร้อนกับค่าอุณหภูมิเป็นชนิดของความสับสนวุ่นวายและเกี่ยวข้องกับการสูญเสียความสามารถของระบบใด ๆ ในการทำงานบางอย่าง เมื่อปริมาณของระบบหรือพลังงานเปลี่ยนแปลง entropy ลดลง

ในปี ค.ศ. 1865 R. Clausius ได้คิดค้นกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ เอนโทรปีตามคำนิยามของมันจะเพิ่มขึ้นเมื่อกระบวนการเกิดขึ้นเองในระบบไม่มีข้อ จำกัด ใด ๆ ที่ปิด

กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ผู้ใต้บังคับบัญชาเรียกว่าหลักการของปิรามิดระบบนิเวศ นอกจากนี้เขายังเป็นแหล่งของกฎหมาย Lindemann ซึ่งอธิบายถึงหลักการของการไหลเวียนพลังงานในระบบนิเวศ แสดงให้เห็นถึงกระบวนการที่เกิดขึ้นเองในธรรมชาติ (unreirectionality) (ไม่สามารถย้อนกลับได้) พลังงานจะถูกแปลงเป็นความร้อนและความร้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังร่างกายที่หนาวกว่าจากส่วนที่อุ่นซึ่งจะนำไปสู่การปรับอุณหภูมิให้อยู่ในระดับต่ำซึ่งผลที่ตามมาคือการหยุด การเคลื่อนไหวของสสาร ทุก รูปแบบ หรือที่เรียกว่า "ความร้อน" ถ้าเราพูดในภาษาที่ชัดเจนและเรียบง่ายแล้วสาระสำคัญของกฎหมายที่สองของอุณหพลศาสตร์คือ: ทั้งหมดธรรมชาติกระบวนการธรรมชาติส่งผลให้เกิดความวุ่นวายการย่อยสลาย นี้สามารถอธิบายได้ในตัวอย่างนี้ถ้าบ้านถูกทิ้งไว้เป็นเวลาหลายปีโดยไม่ต้องเจ้าของก็จะค่อยๆลดลงยุบ