Wat is de tweede wet van de thermodynamica?
De drie wetten van de thermodynamica bepalen de overdracht en het gedrag van alle materie en energie in het universum, aangezien de wetenschap het gewoonlijk begrijpt. Samengevat, de eerste wet stelt dat de hoeveelheid energie en warmte in een gesloten systeem constant blijft; Er kan geen energie meer uit een systeem komen dan erin werd gestopt. Dit sluit aan bij de wet van het behoud van energie, waarin staat dat er materie en energie niet kunnen worden gecreëerd of vernietigd. De tweede wet van de thermodynamica is een van de belangrijkste onderbouwing van de natuur, verantwoordelijk voor de pijl van de tijd en de onomkeerbaarheid van de natuur.
Hoe ideaal een systeem ook lijkt te zijn, er bestaat niet zoiets als een perfect systeem. Sommige energie, elektrisch, thermisch of mechanisch, gaat verloren door wrijving en converteren naar afvalwarmte. Dit betekent dat na verloop van tijd de totale energie van een systeem geleidelijk nul zal naderen, tenzij externe energie wordt toegevoegd. De hoeveelheid entropie of wanorde, in een systeem zal maximaal naderen, wat betekent dat geen nuttig werk kanworden gedaan in of door het systeem omdat de moleculen en deeltjes te ongeorganiseerd zijn. De tweede wet van de thermodynamica stelt dat systemen de neiging hebben tot aandoening uit een meer geordende staat; Een ijsblokje in een glas water zal het omringende water enigszins smelten en verwarmen, waardoor de twee systemen in evenwicht worden gebracht.
De tweede wet van thermodynamica overschrijft de eerste wet; Wanneer de eerste wet van mening is dat de energie -output nooit de energie -input kan overschrijden, stelt de tweede wet dat de energie -output nooit gelijk kan zijn aan energieinvoer als gevolg van constant verlies van energie en de neiging van systemen om evenwicht te benaderen. Hoe minder energie een systeem heeft, hoe meer entropie aanwezig is omdat het energie kost om de orde te herstellen en de totale entropie te verminderen. Wanneer de energie binnen een systeem een evenwicht bereikt, is entropie maximaal. Hoewel een kopje warm water bijvoorbeeld op natuurlijke wijze afkoelt, is er een constante toepassing van warmte nodigenergie om het water op een warmere temperatuur te houden.
Kosmologen kijken naar de tweede wet van thermodynamica om theorieën te creëren over het uiteindelijke lot van het universum. De meest voorkomende theorie is dat omdat het universum zelf een gesloten thermodynamisch systeem is, de entropie maximaal zal naderen naarmate de sterren opbranden en zwarte gaten worden. Deze zullen uiteindelijk na 100 biljoen jaar verdampen, waardoor het universum de rest van de eeuwigheid als een gesteriliseerde leegte blijft, behalve kwantumfluctuaties.