Закони термодинаміки і Аліса в країні див

Пан Юрій познайомив з першим і другим законом термодинаміки.

Перший закон дермодинаміки: теплота, передана тілу, витрачається на зміну його внутрішньої енергії і здійснення зовнішньої роботи:

Q=ΔU+A,

де: Q - кількість теплоти;
      ΔU = U - U₀ - різниця між кінцевим і початковим значенням внутрішньої енергії тіла;
      A - виконана робота.
Всі ці величини - і кількість теплоти, і енергія, і робота вимірюються в Джоулях.
Фактично, перший закон термодинаміки - це закон збереження енергії в замкненій системі. Який заперечує можливість створення вічних двигунів і одержання енергії із «нічого».

Якщо спиратись лише на перший закон термодинаміки, то можна припустити що при теплообміні теплота здатна передаватись не лише від гарячих тіл до холодних, а й навпаки, аби тільки кількість теплоти, що віддається одним тілом, дорівнювала кількості теплоти, яка приймається іншим. Але ж досвід свідчить про інше, самоплином теплообмін завжди спрямований лише від гарячих до холодних тіл. Навпаки це можливо лише примусово, з підведенням енергії зовні, наприклад, в холодильниках.
Це чимось нагадує сполучені посудини, рівні води в яких прагнуть стати однаковими.

Фактично, це і є другий закон темодинаміки: будь-який природній процес, що йде самоплином, незворотній.
Тобто, механічну роботу можна без залишку перетворити у теплоту. Але теплоту гарячого тіла лише частково можна перетворити в механічну роботу, бо неминучі втрати її на підігрівання холодного тіла.

З другим законом термодинаміки пов'язане поняття ентропії. Ентропія - це міра хаосу в системі, її можна вирахувати математично, але складно відчути чи побачити. Всі природні процеси перетікають в бік зменшення енергії, в бік збільшення ентропії.
Щоб підтримувати чинний стан системи, потрібно постійно докладати енергію зовні, бо без цього - все поволі розвалюється. Другий закон термодинаміки - це точка, в якій фізика переходить у філософію :)

“My dear, here we must run as fast as we can, just to stay in place. And if you wish to go anywhere you must run twice as fast as that.”

Lewis Carroll, Alice in Wonderland

Валентина Мержиєвська