De tweede wet van de thermodynamica

De tweede wet van de thermodynamica stelt dat de entropie van een geïsoleerd systeem in de loop van de tijd altijd toeneemt. Entropie is een maat voor wanorde of willekeur. In eenvoudiger termen impliceert de wet dat:

* Warmte kan niet spontaan van een koud object naar een heet object stromen.

* Het is onmogelijk om een ​​warmtemotor te maken die 100% efficiënt is.

Waarom volledige conversie onmogelijk is

Om warmte om te zetten in het werk, hebt u een temperatuurverschil nodig tussen een warm reservoir en een koud reservoir. Een warmtemotor gebruikt dit temperatuurverschil om werk te produceren, maar wat warmte gaat altijd verloren aan het koudere reservoir.

Waarom volledige conversie de tweede wet schendt

* Entropie -toename: Als u warmte volledig in het werk zou omzetten, zou de entropie van het systeem afnemen, omdat de warmte -energie wordt omgezet in een meer geordende vorm (werk). Dit schendt de tweede wet, die stelt dat entropie in een geïsoleerd systeem moet toenemen.

* Geen "perfecte" Heat Engine: Een 100% efficiënte warmtemotor zou vereisen dat er geen warmte verloren gaat door het koude reservoir. Dit is onmogelijk omdat, zoals hierboven vermeld, een temperatuurverschil vereist is om warmte te laten stromen, en wat warmte zal altijd verloren gaan aan het koudere reservoir.

De carnotcyclus

De carnotcyclus is een theoretische thermodynamische cyclus die de meest efficiënte mogelijke warmtemotor vertegenwoordigt. Zelfs de carnotcyclus, hoewel zeer efficiënt, kan geen 100% efficiëntie bereiken. Dit versterkt de onmogelijkheid om warmte volledig om te zetten in het werk.

Samenvattend:

De tweede wet van de thermodynamica voorkomt de volledige conversie van warmte in het werk. Elke poging om dit te doen, zou het fundamentele principe schenden om de entropie in een geïsoleerd systeem te vergroten.