Drugi zakon termodinamike

Drugi zakon termodinamike ali entropijski zakon govori o spremembi entropije sistema pri dovajanju toplote:

$S_{2}-S_{1}\geq \int _{T_{1}}^{T_{2}}{\frac {dQ}{T}}\!\,.$

Pri tem je S₁ entropija sistema pred spremembo, torej pri temperaturi T₁, S₂ pa po spremembi, pri temperaturi T₂. dQ je toplota, dovedena pri temperaturi T. Za reverzibilne spremembe velja enačaj, za ireverzibilne spremembe pa neenačaj.

Prvi je domnevo o drugem zakonu termodinamike postavil francoski fizik Sadi Carnot v članku leta 1824 Premisleki o gibalni moči ognja, v katerem je pripisal možnost opravljanja dela pretoku toplote med toplejšim telesom in hladnejšim telesom (glej: Carnotov izrek).

Za črne luknje velja razširjeni entropijski zakon. Bele luknje morda kršijo drugi zakon termodinamike in zato naj ne bi obstajale.

Formulacije drugega zakona termodinamike

Kelvinova formulacija

Ni mogoča takšna krožna sprememba, pri kateri bi sistem prejel toploto iz toplotnega rezervoarja in oddal enako veliko delo, ne da bi se pri tem spremenilo karkoli drugega v okolici.

Clausiusova formulacija

Ni mogoča takšna krožna sprememba, pri kateri bi se prenesla toplota s hladnejšega na toplejše telo, ne da bi se pri tem spremenilo karkoli drugega v okolici.

TD formulacija

Toplotno energijo lahko spremenimo v mehansko delo le takrat, kadar v krožnem procesu med gibom tja in gibom nazaj pade temperatura.

Glej tudi

• Gibbsov paradoks
• Loschmidtov paradoks
• ravnovesno stanje
• toplotna smrt vesolja
• Clausius-Duhemova neenakost
• fluktuacijski izrek
• zgodovina termodinamike
• enakost Jarzynskega
• kvantna termodinamika
• zakoni termodinamike
• termodinamika največje entropije
• termična dioda
• relativistična kondukcija (relativistično prevajanje toplote)

Viri

• Janez Strnad, Fizika, 1. del. Mehanika, toplota. Državna založba Slovenije, Ljubljana 1977, str. 222-243. (COBISS)
• Peter William Atkins, The second law. Scientific American Books, Inc., New York 1984. (COBISS)
• Horst Herr, Nauk o toploti, Tehniška založba slovenije, Ljubljana 1997, str. 145.