Γιατί η θερμότητα μεταφέρει από ένα ζεστό σώμα σε κρύο σώμα;

Η μεταφορά θερμότητας από ένα ζεστό σώμα σε ένα κρύο σώμα είναι μια θεμελιώδη αρχή στη θερμοδυναμική, που οδηγείται από την έννοια της εντροπίας . Εδώ είναι μια κατανομή:

1. Εντροπία και διαταραχή:

* εντροπία είναι ένα μέτρο διαταραχής ή τυχαιότητας σε ένα σύστημα.

* Όσο πιο διαταραγμένο είναι ένα σύστημα, τόσο υψηλότερη είναι η εντροπία του.

* Η θερμότητα είναι μια μορφή ενέργειας που αυξάνει τη διαταραχή ενός συστήματος.

2. Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής:

* Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι η εντροπία ενός απομονωμένου συστήματος αυξάνεται πάντα με την πάροδο του χρόνου.

* Με απλούστερους όρους, τα συστήματα φυσικά τείνουν προς περισσότερη διαταραχή.

3. Η ροή θερμότητας και η εντροπία αυξάνονται:

* Όταν ένα καυτό σώμα έρχεται σε επαφή με ένα κρύο σώμα, υπάρχει μια διαφορά στην εσωτερική τους ενέργεια και επομένως μια διαφορά στην εντροπία τους.

* Το καυτό σώμα έχει υψηλότερη εσωτερική ενέργεια και υψηλότερη εντροπία. Το κρύο σώμα έχει χαμηλότερη εσωτερική ενέργεια και χαμηλότερη εντροπία.

*Η θερμότητα ρέει από το ζεστό σώμα στο κρύο σώμα επειδή αυτή η μεταφορά *αυξάνει τη συνολική εντροπία του συστήματος *.

4. Φτάνοντας ισορροπία:

* Καθώς η θερμότητα ρέει, το ζεστό σώμα δροσίζει και η εντροπία του μειώνεται, ενώ το κρύο σώμα θερμαίνεται και η εντροπία του αυξάνεται.

* Αυτή η διαδικασία συνεχίζεται μέχρι και τα δύο σώματα να φτάσουν στην ίδια θερμοκρασία, επιτυγχάνοντας μια κατάσταση θερμικής ισορροπίας. Σε αυτό το σημείο, η εντροπία του συστήματος μεγιστοποιείται.

αναλογία:

Φανταστείτε δύο δοχεία, ένα γεμάτο με τακτοποιημένα μάρμαρα (χαμηλή εντροπία, σαν ένα κρύο σώμα) και το άλλο γεμάτο με τυχαία διάσπαρτα μάρμαρα (υψηλή εντροπία, σαν ένα ζεστό σώμα). Εάν συνδέσετε τα δοχεία, τα μάρμαρα από το διάσπαρτο δοχείο θα ρέουν στο οργανωμένο δοχείο, καθιστώντας και τα δύο δοχεία πιο τυχαία διάσπαρτα (αυξάνοντας τη συνολική εντροπία).

Συνοπτικά: Η μεταφορά θερμότητας από ένα καυτό σώμα σε ένα κρύο σώμα είναι μια φυσική διαδικασία που οδηγείται από τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής. Αυτός ο νόμος αναφέρει ότι η εντροπία ενός συστήματος πρέπει να αυξηθεί με την πάροδο του χρόνου και η ροή θερμότητας από ένα ζεστό σε ένα κρύο σώμα μεγιστοποιεί τη συνολική εντροπία του συνδυασμένου συστήματος.