Termodünaamika teine seadus.

Teema esitlus: "Termodünaamika teine seadus."— Esitluse väljavõte:

1 Termodünaamika teine seadus

2 Termodünaamika seadusi ei saa tõestada
Termodünaamika seadusi ei saa tõestada. Need seadused on järeldused inimkonna kogemusest.

3 Termodünaamika teisest seadusest tulenevad väited:
Soojus ei lähe iseenesest üle külmemalt kehalt soojemale. Põhimõtteliselt ei ole võimalik ehitada soojusmasinat, mis muudaks kogu eralduva soojuse kasulikuks tööks. Eksisteerib nn. soojuslik pudelikael, mis piirab selliste seadmete efektiivsust, kus konserveeritud energia muundatakse soojuseks, et selle soojuse arvel teha tööd.

4 Sama mehhaanilise efektiivsuse juures on seade, mis ühe astmena muundab energiat soojuseks, alati väiksema kasuteguriga kui soojuslikku protsessi mittesisaldav analoog. Iga välistest mõjudest vaba süsteemi korrastatuse aste kahaneb, st. süsteemi korrastamatus kasvab ajas.

5 Termodünaamika teine seadus väidab, et kõigis looduslikes protsessides entroopia kasvab. Entroopia on Universumi korrapäratuse määr. Entroopia mängib osa ka keemilistes reaktsioonides. Paljud reaktsioonid suurendavad entroopiat, muutes keemilise energia soojuseks, mis kandub ümbruskonda laiali. Mõnede reaktsioonide korral vabanevad gaasid, mis on vedelikest või tahketest kehadest vähem korrapärased.

6 Süsteemi korrastamatuse mõõduks on entroopia mis näitab, et lisatud soojus Q kulutatakse keha siseenergia muutuseks dU ja tööks dW. Tööd tähistav liige võib esineda nii pluss- kui miinusmärgiga, vastavalt sellele, kas süsteem teeb välist tööd või tehakse tööd süsteemil (süsteemi oleku muutmiseks).

7 Kui tegemist on kvaasistatsionaarse pööratava protsessiga, siis on ainus võimalik töö vorm süsteemi paisumine, seega dW = p dV ja

8 Mõistmaks spontaanse muutuse suunda, tuleb teha kindlaks, missugused tegurid tõstavad süsteemi entroopiat. – Temperatuuri tõusuga kaasneb süsteemi korrapära vähenemine, kuna molekulid hakkavad rohkem (energilisemalt, kiiremini) liikuma. – Süsteemi korrapära väheneb ka aine jaotumisel suuremasse ruumalasse või segunemisel.

9 Näiteks: kui avada täispuhutud õhupalli nöör, jookseb õhupall tuhjaks
Näiteks: kui avada täispuhutud õhupalli nöör, jookseb õhupall tuhjaks. Õhupall iseeesest aga ei täitu. Igapäevasest elust nähtub, et korratus tekib iseenesest, kord aga mitte

10 Clausiuse sõnastus: Isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid entroopia kasvu suunas.
Clausiuse sõnastus (teine variant): Soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kehalt kuumemale, st ei ole võimalik niisugune protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojuse ülekandumine külmemalt kehalt kuumemale.

11 L.Boltzmann: loodus püüab üle minna vähem tõenäolistelt olekutelt tõenäolisematele.

12 Thomsoni (lord Kelvini) sõnastus: Ei ole võimalik ehitada perioodiliselt töötavat masinat, mis muudaks pidevalt soojust tööks ainult ühe keha jahtumise arvel, nii et ümbritsevates kehades ei esineks mingeid muutusi (st kogu soojust ei ole võimalik täielikult konverteerida tööks).