Skip to main content
Global

4.1: Utangulizi wa Sheria ya Pili ya Thermodynamics

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    176136

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Kwa mujibu wa sheria ya kwanza ya thermodynamics, taratibu pekee zinazoweza kutokea ni zile zinazohifadhi nishati. Lakini hii haiwezi kuwa kizuizi pekee kilichowekwa na asili, kwa sababu michakato mingi inayoonekana iwezekanavyo ya thermodynamic ambayo ingehifadhi nishati haitoke. Kwa mfano, wakati miili miwili iko katika mawasiliano ya joto, joto kamwe hutoka kwenye mwili mkali hadi kwenye joto la joto, ingawa hii haikubaliki na sheria ya kwanza. Hivyo kanuni nyingine za thermodynamic zinapaswa kudhibiti tabia ya mifumo ya kimwili.

    Kanuni moja ni sheria ya pili ya thermodynamics, ambayo inapunguza matumizi ya nishati ndani ya chanzo. Nishati haiwezi kupita kiholela kutoka kitu kimoja hadi kingine, kama vile hatuwezi kuhamisha joto kutoka kwenye kitu cha baridi hadi kwenye moto bila kufanya kazi yoyote. Hatuwezi kuchanganya cream kutoka kahawa bila mchakato wa kemikali unaobadilisha tabia za kimwili za mfumo au mazingira yake. Hatuwezi kutumia nishati ya ndani iliyohifadhiwa hewani kusonga gari, au kutumia nishati ya bahari kukimbia meli, bila kuvuruga kitu karibu na kitu hicho.

    Picha inaonyesha inji ya ioni ya xenon na mwanga wa bluu uliotolewa kutoka kwao.
    Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Injini ya ioni ya xenon kutoka Maabara ya Jet Propulsion inaonyesha mwanga wa bluu mkali wa atomi za kushtakiwa zilizotolewa kutoka inji. Injini ya propulsion ya ioni ni propulsion ya kwanza isiyo ya kemikali kutumiwa kama njia ya msingi ya kusonga chombo cha angani.

    Katika sura inayofunika sheria ya kwanza ya thermodynamics, tulianza majadiliano yetu kwa utani na C. P. Snow kusema kwamba sheria ya kwanza inamaanisha “huwezi kushinda.” Alifafanua sheria ya pili kama “huwezi kuvunja hata, isipokuwa siku ya baridi sana.” Isipokuwa wewe ni katika sifuri kelvin, huwezi kubadilisha 100% ya nishati ya joto katika kazi. Tunaanza kwa kujadili michakato ya hiari na kuelezea kwa nini baadhi ya taratibu zinahitaji kazi kutokea hata kama nishati ingehifadhiwa.