La deuxième loi de la thermodynamique
La deuxième loi de la thermodynamique stipule que l'entropie d'un système isolé augmente toujours avec le temps. L'entropie est une mesure du trouble ou de l'aléatoire dans un système. Cela signifie:
* La chaleur est une forme d'énergie désordonnée. La chaleur est le mouvement aléatoire des molécules, et il représente une forme d'énergie dispersée.
* L'énergie mécanique est une forme d'énergie ordonnée. L'énergie mécanique est l'énergie du mouvement et de la position, et il représente une forme d'énergie plus concentrée.
Pourquoi la conversion complète est impossible
1. Processus irréversibles: La conversion de la chaleur en travail mécanique implique des processus irréversibles. Ces processus sont intrinsèquement inutiles, ce qui signifie que une certaine énergie est toujours perdue comme chaleur.
2. Augmentation de l'entropie: Chaque fois que vous convertissez la chaleur en énergie mécanique, vous augmentez l'entropie du système. En effet, une partie de l'énergie mécanique ordonnée est perdue sous forme d'énergie thermique désordonnée.
Exemple:
Imaginez une machine à vapeur. Le moteur à vapeur utilise l'énergie thermique de la combustion du carburant pour créer une énergie mécanique, qui fait tourner une turbine. Cependant, toute l'énergie thermique n'est pas convertie en énergie mécanique. Une partie est perdue comme chaleur dans l'environnement environnant, augmentant l'entropie du système.
Implications:
Ce principe a des implications importantes pour:
* Efficacité du moteur: Aucun moteur ne peut être efficace à 100% car une certaine énergie est toujours perdue comme chaleur.
* Réfrigération: Les réfrigérateurs et les climatiseurs fonctionnent en déplaçant la chaleur d'une zone froide vers une zone chaude, mais ce processus nécessite une entrée d'énergie.
* conservation de l'énergie: Comprendre les limites de la conversion d'énergie de la chaleur à la mécanique nous aide à comprendre la nécessité d'une consommation d'énergie et d'une conservation efficaces.
Takeaway clé:
S'il est possible de convertir une certaine énergie thermique en énergie mécanique, il est impossible de tout convertir. La deuxième loi de la thermodynamique dicte qu'une certaine énergie sera toujours perdue comme chaleur, augmentant l'entropie du système.
