Qual è la seconda legge della termodinamica?

Le tre leggi della termodinamica governano il trasferimento e il comportamento di tutta la materia e l'energia dell'universo come la scienza comunemente capisce. Riassume, la prima legge afferma che la quantità di energia e di calore in un sistema isolato rimane costante; più energia può provenire da un sistema che è stato messo in esso. Questa lega nella legge di conservazione dell'energia in cui si afferma che la materia e l'energia non possono essere creati o distrutti. La seconda legge della termodinamica è una delle basi più importanti della natura, responsabili della freccia del tempo e l'irreversibilità della natura.

Non importa come ideale un sistema può sembrare, non esiste una cosa come un sistema perfetto. Alcuni di energia, sia elettrica, termica o meccanica, sarà perso per attrito e convertire sprecare calore. Ciò significa che nel tempo l'energia totale di un sistema gradualmente avvicinarsi zero a meno che si aggiunge energia esterna. La quantità di entropia, o disordine, in un sistema si avvicinerà massima, il che significa che nessun lavoro utile può essere realizzata in o dal sistema perché le sue molecole e le particelle sono troppo disorganizzato. La seconda legge della termodinamica afferma che i sistemi tendono verso il disordine da uno stato più ordinato; un cubetto di ghiaccio in un bicchiere d'acqua si scioglierà e riscaldare l'acqua circostante leggermente, mettendo i due sistemi in equilibrio.

La seconda legge della termodinamica prevale la prima legge; dove la prima legge afferma che la produzione di energia non può mai superare apporto di energia, la seconda legge afferma che la produzione di energia può immettere energia mai uguali a causa della perdita costante di energia e la tendenza dei sistemi di avvicinarsi all'equilibrio. Il meno energia di un sistema ha, più entropia è presente perché ci vuole energia per ristabilire l'ordine e diminuire l'entropia totale. Quando l'energia all'interno di un sistema raggiunge un equilibrio, entropia è massima. Ad esempio, anche se una tazza di acqua calda si raffreddi naturalmente, richiede costante applicazione di energia termica per mantenere l'acqua ad una temperatura più calda.

I cosmologi guardano alla seconda legge della termodinamica per creare teorie circa l'eventuale destino dell'universo. La teoria più comune è che, poiché l'universo stesso è un sistema termodinamico isolato, l'entropia si avvicina al massimo come le stelle bruciano e diventano buchi neri. Questi saranno poi evaporare dopo 100.000.000.000.000 anni, lasciando l'universo come un vuoto sterile per il resto dell'eternità, salvo fluttuazioni quantistiche.

  • Perché l'universo è un sistema termodinamico isolato, l'entropia si avvicina al massimo come stelle bruciano e diventano buchi neri.