Was ist das zweite Gesetz der Thermodynamik?
Die drei Gesetze der Thermodynamik regeln den Transfer und das Verhalten aller Materie und Energie im Universum, da die Wissenschaft sie üblicherweise versteht. Zusammenfassend besagt das erste Gesetz, dass die Menge an Energie und Wärme in einem geschlossenen System konstant bleibt; Nicht mehr Energie kann von einem System kommen, als in sie hineingebracht wurde. Dies hängt mit dem Gesetz der Energieerhaltung zusammen, die angibt, dass Materie und Energie nicht geschaffen oder zerstört werden können. Das zweite Gesetz der Thermodynamik ist eine der wichtigsten Grundlagen der Natur, verantwortlich für den Pfeil der Zeit und die Irreversibilität der Natur. Eine gewisse Energie, ob elektrisch, thermisch oder mechanisch, geht durch die Reibung verloren und umgewandelt zu Wärme. Dies bedeutet, dass sich im Laufe der Zeit die Gesamtenergie eines Systems allmählich Null nähert, es sei denn, die Energie der externen Energie wird hinzugefügt. Die Menge an Entropie oder Störung in einem System nähert sich maximal, was bedeutet, dass keine nützliche Arbeit kannim oder vom System durchgeführt werden, weil seine Moleküle und Partikel zu unorganisiert sind. Das zweite Gesetz der Thermodynamik besagt, dass Systeme zur Störung aus einem geordneten Zustand tendieren; Ein Eiswürfel in einem Glas Wasser schmilzt und erwärmt das umgebende Wasser leicht, wobei die beiden Systeme ins Gleichgewicht stecken.
Das zweite Gesetz der Thermodynamik überschreibt das erste Gesetz; Wenn das erste Gesetz der Ansicht ist, dass die Energieleistung niemals den Energieeingang überschreiten kann, ist das zweite Gesetz der Ansicht, dass die Energieausgabe aufgrund des ständigen Energieverlusts und der Tendenz, dass Systeme zur Annäherung an das Gleichgewicht nähert, niemals gleicherlei Energieeingabe entsprechen kann. Je weniger Energie ein System hat, desto mehr Entropie ist vorhanden, da es Energie benötigt, um die Reihenfolge wiederherzustellen und die Gesamtentropie zu verringern. Wenn die Energie innerhalb eines Systems ein Gleichgewicht erreicht, ist die Entropie maximal. Zum Beispiel, obwohl eine Tasse warmes Wasser auf natürliche Weise abkühlt, nimmt sie ständig die Wärmeanwendung aufEnergie, um das Wasser bei einer wärmeren Temperatur zu halten.
Kosmologen schauen auf das zweite Gesetz der Thermodynamik, um Theorien über das eventuelle Schicksal des Universums zu erstellen. Die häufigste Theorie ist, dass, weil das Universum selbst ein geschlossenes thermodynamisches System ist, seine Entropie maximal nähert, wenn die Sterne ausbrennen und zu schwarzen Löchern werden. Diese werden schließlich nach 100 Billionen Jahren verdampft und das Universum für den Rest der Ewigkeit als sterilisierte Leere verlassen, abgesehen von Quantenschwankungen.