Thermodynamics is een specialiteit van natuurkunde die zich toelegt op het bestuderen van energie binnen grote systemen. Meer specifiek verklaart de thermodynamica de relatie tussen de kinetische en potentiële energie van een systeem voor de hoeveelheid warmte en het werk dat het systeem kan produceren. In de loop der jaren hebben ingenieurs en wiskundigen, waaronder Isaac Newton en James Joule, drie universele principes van de thermodynamica ontwikkeld. Deze staan ​​bekend als de wetten van de thermodynamica.

De "Zeroth" -wet

De ongemakkelijke "nulde" wet van de thermodynamica bepaalt het principe van thermodynamisch evenwicht. Dit beschrijft de neiging van de energie binnen een systeem om zich gelijkmatig door het systeem te verspreiden. Als je bijvoorbeeld een pot water verwarmt, zal al het water in de pot uiteindelijk oplopen tot een uniforme temperatuur, hoewel je alleen warmte op de bodem van de pot aanbracht.

The First Law of

De eerste wet van de thermodynamica, of de wet van behoud van energie, legt uit dat energie binnen een systeem niet kan worden gecreëerd of vernietigd. In elk systeem is de totale energie van het systeem, zoals gedefinieerd door de kinetische en potentiële energie in het systeem, altijd gelijk aan de hoeveelheid werk die door het systeem wordt gedaan, afgetrokken van de hoeveelheid warmte die aan het systeem wordt toegevoegd. Deze wet verklaart waarom je gas moet blijven toevoegen aan je auto om verder te kunnen rijden. Je auto zet de potentiële energie die in benzine is opgeslagen om in warmte en werk.

De tweede wet

De tweede wet van de thermodynamica beperkt de overdracht van energie binnen een systeem. Volgens de wet is het onmogelijk om 100 procent van de beschikbare energie van het ene deel van het systeem naar het andere over te brengen. De neiging om energie te verliezen staat bekend als entropie. In het geval van automotoren, bijvoorbeeld, ongeacht hoe efficiënt het ontwerp is, zal een deel van de potentiële energie in benzine worden verspild in het verbrandingsproces vanwege entropie. Deze wet verklaart ook waarom machines met eeuwigdurende beweging fysiek onmogelijk zijn.