Essee: Termodünaamika 2. printsiip (0)

Essee
Termodünaamika 2. printsiip
Termodünaamika teine seadus käsitleb looduslike protsesside mittepööratavust. Tal on hulk omavahel sarnaseid sõnastusi.
Clausisuse sõnastus:
Isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid entroopia kasvu suunas. Teiste sõnadega, tähendab see, et igal asjal on kalduvus levida. Lokaalselt on korrapäratusest energiavarustuse abil võimalik taastada korrapärasus, kuid probleem seisneb selles, et kusagil süsteemis esineb alati korrapäratuse kasv.
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.
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 Soojusmasina skeem. Soojusallikalt saadav energiahulk Q1 jaguneb
võimalik täielikult konverteerida tööks). masinas kasulikuks tööks A ning jahutatakse antavaks jääksoojuseks Q2
Termodünaamika teine seadus väljendab termodünaamiliste protsesside statistilist iseloomu ja on aluseks nii entroopia kui ka temperatuuri mõiste defineerimisel termodünaamikas.
Meid ümbritsevas maailmas on kahesuguseid protsesse: ühed neist toimuvad iseenesest ja teiste läbiviimiseks tuleb teha tööd. Nt. Vesi voolab mäest alla , kuid tema tagasi mäkke saamiseks tuleb teha tööd. Võttes aluseks termodünaamika teise printsiibi saab aga iseeneslikult toimuvaid protsesse kasutada ära töö tegemisel. Näiteks vee jõud paneb käima ratta, mis pumpab vett mäkke. Teise printsiibi alusel töötavad ka näiteks õhk-vesi soojuspumbad . Lihtsustatult on seadmete tööpõhimõte selles, et välisosas asuv kompressor surub gaasilise külmaaine kokku, mille tagajärjel see kuumeneb ja soe külmaaine suunatakse soojusvahetisse, kus ta omakorda loovutab soojuse radiaator- või põrandaküttesüsteemile. Antud protsessis ei toimu sooja tootmist, vaid välisõhust võetakse soojus ära ja pumbatakse kompressori abil küttesüsteemi.
Näitena saab tuua ka eluslooduse mudeli: Kogu aeg peab lisanduma uut päikeseenergiat, sest fotosünteesist saadud kvaliteetne energia lahkub toiduvõrgust vähehaaval soojusena.
Termodünaamika II printsiip kehtib ka ökosüsteemidele: Toiduahela igal järgmisel lülil on saadaval üha vähem kasulikku energiat. Iga samm ahelas edasi tähendab energia ümberlaadimist, mis toob kaasa soojuskao . Seepärast on röövloomi vähem kui saakloomi. Energiakasutuse
efektiivsus on ahela eri tasemetel erinev, aga üldiselt madalam kui 10%.
Tegelikult toimuvad paljud meie ümber looduses toimuvad protsessid termodünaaamika teise printsiibi järgi ehk siis potensiaalide ühtlustumise suunas, mille tulemusena saavutaks iga isoleeritud kehade süsteem ajapikku püsiva tasakaaluoleku. Nii toimivad näiteks õhurõhk ja õhutemperatuur.
Lõppkokkuvõtteks termodünaamika teine printsiip kehtib igal pool meie ümber ja ka meie ise oleme selle üks lülisid, näiteks kasvõi siis eespool mainitud toiduahela põhimõttel. Selle printsiibi alusel toimivad kõige tähtsamad protsessid(nt. päike annab pidevalt energiat taimedele). Seega termodünaamika teine printsiip sõnastab eluliselt tähtsaid protsesse, mis igapäeva elus tunduvad meile iseenesestmõistetavad ja loomulikud.