Першае і другое пачатак тэрмадынамікі

Перш чым разгледзець першае і другое пачатак тэрмадынамікі, неабходна вызначыцца, што менавіта разумеюць пад тэрмінам «тэрмадынаміка». У дадзеным выпадку слова кажа само за сябе: у ім няцяжка вызначыць два іншых - «тэрма» і «дынаміка». Пры перакладзе з грэцкага атрымліваецца «цёпла, тэмпература» і «сіла, рух, змяненне». Іншымі словамі, тэрмадынаміка ўяўляе сабой адзін з раздзелаў фізікі, які вывучае асаблівасці пераўтварэнні цеплыні ў іншыя формы энергіі і наадварот. Пры гэтым цеплавы рух аб'ектаў мікрасвету (атамы, малекулы, часціцы) не ўключана ў згаданы падзел і вывучаецца ў іншых галінах навукі. Тэрмадынаміка жа мае справу з цэлымі макросистемами, для якіх характэрны аб'ём, ціск і інш.

Дадзеная навука грунтуецца на некаторых базавых асаблівасцях (нулявое, першае, другое пачатак тэрмадынамікі), прынятых за пастулаты. Яны былі вызначаны эксперыментальна і пацверджаны тэарэтычнымі разлікамі. Ўзаемасувязь паміж імі толькі ўскосная, так як непасрэдна выснову аднаго пачала з іншага выканаць немагчыма.

Існуе чатыры пачатку - з нулявога па трэцяе. Пакажам сэнс кожнага з іх. Нулявое пачатак тэрмадынамікі сцвярджае, што любая сістэма імкнецца да тэрмадынамічнай раўнавагі, таму пры знікненні вонкавага ўздзеяння ў рэшце рэшт узнікае баланс. У ім ізаляваная сістэма можа знаходзіцца неабмежаваны час.

Адно з асноўных - гэта першае пачатак тэрмадынамікі. Упершыню было сфармулявана яшчэ ў 19 стагоддзі. Фактычна ўяўляе сабой закон захавання энергіі, што адбываюцца ў макросистемах тэрмадынамічных працэсаў. Дарэчы, часта менавіта пры дапамозе гэтага пастулату адмаўляецца магчымасць існавання вечнага рухавіка, так як для здзяйснення працы неабходна звонку паведамляць сістэме дадатковую энергію. Паводле яго, у замкнёнай ізаляванай сістэме значэнне энергіі заўсёды застаецца нязменным.

Другое пачатак тэрмадынамікі знаёма кожнаму з дзяцінства. Згодна з ім, цеплавая энергія можа натуральным чынам перадавацца толькі ў адным кірунку - ад больш нагрэтага цела да меней нагрэтым. Да прыкладу, менавіта таму зімой на вуліцы здаецца холадна, бо тэмпература навакольнага асяроддзя ніжэй, чым у цела чалавека, што і выклікае цеплааддачу. Другое пачатак тэрмадынамікі з'яўляецца адным з самых вядомых. Адно з яго наступстваў кажа пра тое, што ўся ўнутраная энергія сістэмы не можа быць цалкам ператворана ў карысную працу. Што цікава, другое пачатак тэрмадынамікі матэматычна недаказальна. Шляхам пастаноўкі мноства досведаў была выведзена дадзеная заканамернасць, пасля прынятая за аксіёму.

Што з'яўляецца адным з аспектаў, якія характарызуюць другое пачатак тэрмадынамікі? Энтрапія! Дадзены тэрмін у перакладзе з грэцкага азначае «ператварэнне». Энтрапія характэрная для любой тэрмадынамічнай сістэмы і з'яўляецца функцыяй стану. Увогуле можна лічыць, што энтрапія паказвае на імкненне любой сістэмы да неўпарадкаванай. Р.Клаузиус, які прапанаваў дадзены тэрмін для тэрмадынамічных працэсаў, у якасці тлумачэння прывёў прыклад з замярзае вадой: прадставім ваду, якая знаходзіцца ў вадкім стане на мяжы нуля градусаў па Цэльсіі. Варта ёй паведаміць порцыю знешняй энергіі, дастатковую для парушэння раўнавагі, як вадкасць пераходзіць у цвёрды стан (лёд). Пры гэтым дзякуючы ўнутранаму змены структуры вылучаецца частка энергіі. У дадзеным выпадку гаворка ідзе пра зварачальным працэсе. Адпаведна, змяненне энтрапіі з'яўляецца стаўленнем агульнай колькасці цеплавой энергіі да абсалютным значэнні тэмпературы. Адно з наступстваў паказвае, што ў замкнёных сістэмах без вонкавага ўздзеяння значэнне энтрапіі ўзрастае.