熱力学の第二法則の定義、意味、歴史

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2018-07-04 07:10:48

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熱力学としての独立した部物理科学の登場は、半世紀です。 た、機械時代です。 産業革命により要求される研究の対象として価値のある分野を理解するプロセスに関する機能の熱エンジンです。 夜明けの機械の年齢発明者-シングルはな使用感でランダム"ます。 また公共の秩序における発見と発明は、誰もが想像もつかないことができます。 もの(以降の電気機器の基礎となる生産、状況は変化しています。 科学者が最後に徐々に扱語い的構造の混乱が強まる中、十九世紀の決定と呼ばれるエネルギー発した技術を持ちながら、そのインパルスします。

浸漬熱力学にあたって

まず普通知します。 古典熱力学に基づく複数の浸漬し、次々に導入したのは、十九世紀ます。 それは、これらの規定のない証明を囲んで同じ時間を共有する。 て実施するために策定されてい結果の一般化に関する実証的データです。

–この法律の適用を受ける場合の省エネルギーを記述する行動の巨視的システム(構成する多数の粒子)です。 簡単にできるとして定式化:その株式の内部エネルギーを分離した熱力学のシステムを常に維持します。

の意味を熱力学の第二法則がどの方向の過程で起こるようなシステムです。

最初の第では正確に測定値としてエントロピーします。 その詳細なります。

の概念エントロピー

の策定熱力学の第二法則を提案した1850年によるRudolf Clausius:“不自然発熱の伝わりからの加熱体を加熱ワン”ます。 のClausius重視のメリットSadi Carnotに1824、そのエネルギーの割合転換できるという仕事に熱エンジンのみに依存す気温との温度差からヒーター、冷蔵庫があります。

以上

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Rudolf Clausius

さらに精緻化の熱力学の第二法則Clausiusの概念エントロピー対策、エネルギーの量は不可逆変形に処理します。 Clausius表この値は式dS=dQ/T、dSを特定するとともに、エントロピー変化します。 こちら

DQ-変更熱;

T–絶対温度(測定したときのケルビン)です。

例:タッチ、フードのお車のエンジンで走っています。 であることは明らかであるよりも、周辺環境です。 が、車のエンジンの設計にはなっておりませんの熱のフードは、水中のラジエーターです。 変換した化学エネルギーのガソリンを熱として機械的には、"有職–回転軸にします。 が大部分の発熱が失われていませんから、有益な作業を削除したからなる飛出しの排気があって、ガソリンがいません。 を熱エネルギーが失われたものが消えないものは散逸(dissipareます。 ホフードはもちろん、冷却、各サイクルのシリンダーのエンジンを再度追加した温かみがあります。 このようになりがちですが、熱力学的平衡します。

エントロピー

Clausius推論の一般原理熱力学の第二法則を数式のdS≥0になります。 物理的感覚を用いて定義することができますが"増加"あるいエントロピーには、可逆的な変更不可逆的な増加します。

この実プロセスは不可逆的であります。 の"増"を反映しているという事実を考慮した現象も含まれて理論的に可能な理想的なシナリオです。 ることにより、不可能エネルギーの任意の自発的な過程が増加します。

の可能性に到達す絶対零

マックスプランク大きな発展への貢献の熱力学です。 ほかの統計的解釈の原則として就活躍のpostulationの第三法の熱力学です。 最初の策定に属するウォルター Nernst、豊1906ます。 波動方程式を考慮した均衡行動システムの温度管理における絶対零度ます。 第二法の熱力学などのエントロピーしてしまいます。

Max Planck

T=0Kエネルギーがゼロの粒子システム停止の混乱の熱運動を形成する秩序構造、結晶の熱力学的確率の値です。 そのため、エントロピーであるとともにゼロを示し、なぜこう)します。 実際には、でもちょっと早く、冷却の熱力学的システムは、合体における絶対零度では不可能である。 の温度を任意に近いものに到達しないます。

Perpetuum-モバイルでは不可能な場合でも、本当にしたい

Clausiusまとめるとともに、策定した、第二法の熱力学との総合エネルギーの閉じたシステムを常に維持し、総合エントロピーの増加です。

最初の部分は、この文を禁止して永久運動機の一種–デバイスを行う作業なの流入エネルギーから外部のウェブサイトです。 第一部禁止永遠の動機の第二種類。 などの機械ではエネルギーシステムの運用なエントロピーの補償を侵害することなく保存法とします。 このポンプの熱の均衡システムは、例えば、揚げ物、卵または泉かけ流しの鋼によるエネルギーの熱振動について水分子を冷却すると同時になります。

第二-第三法の熱力学を禁じの永久運動機の種類です。

子は、自然のないものとして欧州委員会の支払いします。

無窮動

“熱死”

が少ない科学的なコンセプトで、どのように多くの人は、一般には研究者間で、 どのように多くのシェアエントロピーします。 物理学は、第一に、Clausiusので、ほとんどすぐに外挿法の減少、地球とそこに宇宙(ませんので、後であるが、これからも検討することができるの熱力学的システム)です。 最終的には、物理量の重要な要素計算に多くの技術的な用途との認識を示した実施の形態としてのの普遍的な悪を破壊し、光の世界です。

の中の科学者が意見以来、熱力学の第二法則エントロピー不可逆的に増加し、遅かれ早かれ、全てのエネルギー宇宙のは劣化、散乱状態のまま皆様のお越しをお待ちして"熱死"ます。 何かの記念すか? Clausiusは、例えば、数年間なかったのであろ究成果をします。 もちろん、仮説では熱死のですぐに多くの反対します。 深刻な疑いてその正確性はあるのですか。

鬼-ソーター

1867年には、ジェームズ-マクスウェル、著者の分子運動論によるガスは、非常に明確なもの架空実験ることにより、見かけのパラドックスの熱力学の第二法則です。 簡単な体験は、以下のように要約できます。

いコンテナのガスです。 の分子での移動chaotically、その率は多少異なりますので、ご了承くものの、平均運動エネルギーは同じ容器です。 現在分割の容器間仕切りの二つの絶縁部品です。 平均速度分子の両面で半分の残高は、そのまま引き継ぎます。 仕切りによって守られ、小さな悪魔とで、より高速“hot”分子から浸透し、よりゆっくり“冷”をしています。 その結果、上半期は、ガス加熱の第–まで冷却しながら、日本ならではの状態の熱力学的平衡のシステムに移の熱容量と減少しエントロピーします。

マクスウェルの悪魔

この実験システムに移行した。 を受けた外エネルギーの開閉にパーティションやシステムの必要性を含む鬼、消費エネルギーの業務の好です。 のエントロピー増大の鬼ふんだんにカバーを削減彼女のガスします。

秩序分子

取水したいです。 時計のガラスでは必ずしも十分ではな時間にチェックの状態の水です。 そして、その量は減少しました。 ば、ガラスの間、一般的には見つかりませんで水で蒸発します。 初の工程は、すべての水分子内に制限された壁にガラスの領域のスペースです。 末の実験では、現在ではお部屋です。 量子多いの機会を変更する場所な影響を及ぼす状態のシステムです。 いように収集しては、はんだ付け"チーム"に入れ、ガラス、健康飲料水です。

の散乱分子の水蒸気の客室での事例vysokopetrovskogo状況

このシステムの進化に向けた状態と高エントロピーします。 の熱力学の第二法則エントロピーの処理の分散粒子のシステム(この場合において水分子は取り返しのつかないものである。 なぜですか?

Clausiusなかったこの質問に答えたいと思いるルートヴィヒ-ボルツマンです。

マクロおよびmicrosetae

1872年、この研究は科学の統計的解釈の熱力学の第二法則です。 が巨視的システムでは、熱力学、多数の要素の行動には統計法です。

に戻ります。 ランダムとノッサセニョーラダスド類の異なる位置に、あなたの差速度(分子が常に衝突させると共に、他のその他の粒子にすることが求められます。 各状態のシステムの分子と呼ばれるmicrostateが膨大な数のオプションです。 の実施には多くのオプションmacrostateのシステムは変更します。

ものは禁止され、何かがあたって

の比率はS=k lnW従業員の数を可能にする方法で表現できるmacrostateの熱力学的システム(W)、エントロピーの値Wの熱力学的確率です。 最終的な形でこの式にしたマックスプランクです。K-factor–非常に少量(1.38×10−23J/K)、を特徴付けるエネルギーと温度、プランクのボルツマン定数後の研究者が提案した統計的解釈の熱力学の第二法則です。

墓のルートヴィヒ-ボルツマン

こW–常に自然数1,2,3,...,N(はない端数の方法です。 その後対数のWとエントロピーできません。 場合に限り、システムのmicrostateエントロピーがゼロになります。 く当社のガラスは、この与件として表すこともでき以下のように水分子をランダムにscurryingクリスマスのイルミネーション、裏面をガラスです。 また、それぞれを正確に繰り返しすることによって、ガラスと同じ場所で、残りますので、ご出発前にお客様ご自 あることを禁止して実施このオプションが、エントロピーがゼロになります。 だけのようなvanishingly低確率でプライベートビーチがあります。 これは一例にしかできないものは何かを理論的にします。

すべて混合し、ビル…

では、分子をランダムに飛ぶクリスマスのイルミネーションは動かし方が異なります。 ありません規則性に配置は、ありませんのシステムは、どんなに変えるオプションのmicrostatesは、いないようなコヒーレント構造です。 ガラスしたもので、限られたスペース分子の位置を変更しないとして活躍します。

混沌とし、乱れた状態のシステムとして最も可能性の高いに対応し、最大エントロピーします。 水ガラスの一例でありdiscountshopping状態です。 に均一に分散を通じてお部屋の混乱に困難です。

以外の明確な例は、すべてのクリーニングは、混乱すことができました。 入れるべても精神を浸透させるにはエネルギーです。 この過程で高温となつていない凍結します。 ここで示されているデータエントロピーできます。 この場合のようです。 と言ってもいいでしょうもり:エントロピーを通して熱力学の第二法則(エネルギーを管理する宇宙ます。 の可逆的プロセスです。 もう世界はエントロピー:開発、銀河、星、惑星ます。 No life.

我々の宇宙ではない静

まつ"熱死"ます。 が良います。 以降、統計理論“禁”プロセスとしては、熱力学的平衡系の変動-自然違反の熱力学の第二法則です。 で任意に大きい。 さらに重力の熱力学的システムの分布を粒子はランダムに一様の最大エントロピーされている。 また、宇宙のは不変なので、一定なのに対し、固定します。 そのため、"熱死"感します。


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TR: https://www.tostpost.com/tr/e-itim/2274-kinci-ba-lang-termodinami-in-tan-m-anlam-tarih-esi.html

UK: https://www.tostpost.com/uk/osv-ta/2271-druge-pochatok-termodinam-ki-viznachennya-zm-st-stor-ya.html

ZH: https://www.tostpost.com/zh/education/1386-the-second-law-of-thermodynamics-definition-meaning-history.html






Alin Trodden - 記事の著者、編集者
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