Apa yang dinyatakan hukum kedua termodinamika?

Apa yang dinyatakan hukum kedua termodinamika?
Anonim

Menjawab:

Ada berbagai pernyataan yang terkait dengan hukum kedua termodinamika. Semuanya setara secara logis. Pernyataan paling logis adalah pernyataan yang melibatkan peningkatan entropi.

Jadi, izinkan saya memperkenalkan pernyataan setara lainnya dari hukum yang sama.

Pernyataan Kelvin-Planck -

Tidak ada proses siklik yang mungkin yang satu-satunya hasil adalah konversi lengkap panas menjadi jumlah pekerjaan yang setara.

Pernyataan Clausius -

Tidak ada proses siklik yang memungkinkan yang efek satu-satunya adalah perpindahan panas dari tubuh yang lebih dingin ke tubuh yang lebih panas.

Penjelasan:

Semua proses yang ireversibel (alami dan spontan) dicirikan oleh fakta bahwa entropi selalu meningkat dalam proses-proses tersebut.

Dan hukum kedua termodinamika secara logis berarti bahwa entropi selalu cenderung meningkat.

Sistem fisik harus selalu berlanjut ke keadaan entropi maksimum.

Dengan kata lain, hukum kedua menentukan arah evolusi dari proses alami.

Sistem alami selalu memiliki kecenderungan untuk memaksimalkan entropi mereka.

Dan itulah hukum kedua.

Pertimbangkan misalnya, perpindahan panas dari satu benda ke benda lain yang bersentuhan karena perbedaan suhu.

Panas selalu mengalir dari tubuh yang lebih panas ke tubuh yang lebih dingin secara spontan. Tapi, tidak ada yang pernah mengamati perpindahan panas spontan dari tubuh yang lebih dingin ke tubuh yang lebih panas.

Meskipun fenomena seperti itu diizinkan oleh hukum pertama, proses seperti itu tidak pernah terjadi secara alami. Itulah esensi dari hukum kedua.

Panas ditransfer dari tubuh yang lebih panas ke tubuh yang lebih dingin karena disertai dengan peningkatan entropi tetapi, kebalikannya tidak pernah terjadi karena dengan demikian entropi sistem diperlukan untuk berkurang.

Itulah yang dimaksud dengan pernyataan Clausius.

Dapat dibuktikan bahwa semua pernyataan hukum kedua sepenuhnya sama dan berputar di sekitar konsep sentral yang sama dengan peningkatan entropi.

Dapat dicatat bahwa transfer panas dari tubuh yang lebih dingin ke tubuh yang lebih panas dimungkinkan (seperti di dalam lemari es atau AC). Hukum kedua menyatakan bahwa proses semacam itu tidak spontan dan alami. Agar proses demikian terjadi, pekerjaan eksternal diperlukan.