Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » القانون الثاني للديناميكا الحرارية

القانون الثاني للديناميكا الحرارية

1850
  • Sadi Carnot
  • Rudolf Clausius
  • William Thomson (Lord Kelvin)
مهندسون يصممون محركاً حرارياً فعالاً في المختبر، يوضح تطبيقات الديناميكا الحرارية.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

يُقدّم القانون الثاني للديناميكا الحرارية مفهوم الإنتروبيا ويُحدّد اتجاه العمليات التلقائية. يُمكن صياغته بعدة طرق، لكن من أهم نتائجه أن الإنتروبيا الكلية لنظام معزول لا يُمكن أن تتناقص بمرور الوقت. يُفسّر هذا القانون "اتجاه الزمن" وسبب كون العمليات غير قابلة للانعكاس، مثل انتقال الحرارة تلقائيًا من جسم ساخن إلى جسم بارد.

يُعدّ القانون الثاني للديناميكا الحرارية من أعمق مبادئ العلم. ومن أوائل صياغاته قول كلاوزيوس: "لا يمكن للحرارة أن تنتقل من جسم أبرد إلى جسم أسخن دون حدوث تغيير آخر مصاحب لها". وقول كلفن-بلانك: "من المستحيل ابتكار جهاز يعمل بشكل دوري، ويكون تأثيره الوحيد امتصاص الطاقة على شكل حرارة من مصدر حراري واحد، ثمّ إنجاز كمية مكافئة من الشغل". ويحظر كلا القولين آلات الحركة الدائمة من النوع الثاني.

The law’s novelty was the introduction of irreversibility into fundamental physics. While the First Law deals with energy conservation, the Second Law deals with energy quality and its inevitable degradation to less useful forms (waste heat). Ludwig Boltzmann later provided a statistical interpretation, defining entropy ([latex]S[/latex]) as a measure of the number of possible microscopic arrangements (microstates) that correspond to a system’s observed macroscopic state. The formula [latex]S = k_B \ln W[/latex] connects entropy to statistical probability, explaining that systems tend to evolve towards their most probable (highest entropy) state.

UNESCO Nomenclature: 2212
- الديناميكا الحرارية والفيزياء الإحصائية والمادة المكثفة

يكتب

النظام التجريدي

الاضطراب

ثوري

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • Sadi Carnot’s work on the motive power of fire and the ideal heat engine cycle
  • ملاحظات حول عدم الكفاءة المتأصلة في محركات البخار
  • الفهم البديهي بأن الحرارة لا تنتقل تلقائيًا من البارد إلى الساخن
  • تطوير نظرية الاحتمالات والإحصاء على يد لابلاس وآخرين

التطبيقات

  • تصميم محركات حرارية وثلاجات فعالة (كفاءة كارنو)
  • الهندسة الكيميائية للتنبؤ بعفوية التفاعلات
  • نظرية المعلومات، حيث أن إنتروبيا شانون هي مقياس لمحتوى المعلومات
  • علم الكونيات (فرضية "الموت الحراري للكون")
  • علم المواد لفهم الاضطراب والتحولات الطورية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

يتعلق بـ: القانون الثاني، الإنتروبيا، اللاعكوسية، سهم الزمن، المحرك الحراري، بيان كلاوزيوس، بيان كلفن بلانك، الفوضى، الميكانيكا الإحصائية، التلقائية.

السياق التاريخي

القانون الثاني للديناميكا الحرارية

1845
1850
1850
1850
1850
1850
1851
1842
1847
1850
1850
1850
1850
1850
1851

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.