Разница между первым и вторым началом термодинамики

| 10 октября, 2021 | Физика

Главное отличие

Основное различие между первым законом термодинамики и вторым началом термодинамики состоит в том, что первый закон термодинамики обсуждал, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, но она может изменять свою форму, тогда как согласно второму закону термодинамики энтропия системы всегда увеличивается.

Первый закон термодинамики против второго закона термодинамики

Слово «термодинамика» является производным от греческого слова, где «Thermo» означает тепло, а «динамика» означает мощность. Итак, это изучение энергии, которая существует в различных формах, таких как тепло, свет, электрическая и химическая энергия. Есть четыре различных закона термодинамики: нулевой закон, первый закон, второй закон и третий закон. Но самое главное — это первый и второй законы термодинамики. Первый закон термодинамики обсуждал, что энергия не может быть ни генерирована, ни уничтожена, но она может только изменить свою форму, тогда как второй закон термодинамики утверждает, что энтропия системы никогда не уменьшается, а всегда увеличивается. При обсуждении этих законов очень важны два термина: система и окружение. Любой элемент или группа элементов, с которыми мы имеем дело, может быть маленьким, как ячейка, или большим, как экосистема, называется системой. Все, что присутствует в системе, называется ее окружением.

Сравнительная таблица

Первый закон термодинамики Второй закон термодинамики
Первый закон термодинамики обсуждал, что энергия не может быть создана или уничтожена, но она может изменить свою форму. Второй закон термодинамики — это закон, который гласит, что энтропия системы никогда не уменьшается, а всегда увеличивается.
Также известный как
Его еще называют «законом сохранения энергии». Второй закон термодинамики также называют «законом увеличения энтропии».
Уравнение
ΔE = q + w — это уравнение первого закона термодинамики, которое используется для вычисления значения, если известны две другие величины. ΔS = ΔS система + ΔS окружение — это уравнение второго закона термодинамики для измерения общего изменения энтропии системы.
Выражение
Это уравнение выражает, что изменение внутренней энергии системы равно общему количеству тепла, которое течет в систему, и работа, выполняемая в системе окружающими. Второй закон термодинамики выражает, что полное изменение энтропии равно сумме изменения энтропии системы и ее окружения.
Примеры
Во время фотосинтеза растения используют солнечный свет, т. Е. Солнечную энергию, и преобразуют ее в химическую энергию, т. Е. Глюкозу.· Мы трансформируем химическую энергию еды в кинетическую, когда ходим, дышим, бегаем и т. Д. Обогреватель в комнате использует электроэнергию и обеспечивает тепло в комнату, в то время как, в свою очередь, комната не может обеспечить такую ​​же энергию обогревателю.

Что такое первый закон термодинамики ?

Первый закон термодинамики, который также называют законом сохранения энергии, обсуждал полную энергию во Вселенной. В нем говорится, что это общее количество энергии остается прежним. Согласно этому закону энергия может изменять свою форму, но не может быть создана или уничтожена.

Примеры

  1. Во время фотосинтеза растения используют солнечный свет, т. Е. Солнечную энергию, и преобразуют ее в химическую энергию, т. Е. Глюкозу.
  2. Когда мы ходим, дышим, бегаем и т. Д. После еды, мы превращаем химическую энергию еды в кинетическую.
  3. Осветленная электрическая лампочка преобразует электрическую энергию в световую.

Уравнение

ΔE = q + w Это уравнение выражает, что изменение внутренней энергии системы равно общему количеству тепла, которое течет в систему, и работа, совершаемая в системе окружающими. Его можно использовать для вычисления значения, если известны две другие величины.

Что такое второй закон термодинамики ?

Согласно этому закону термодинамики энтропия системы никогда не уменьшается, а всегда увеличивается. Энтропия — это беспорядок или степень случайности в системе. Первый закон гласит, что энергия никогда не может быть сгенерирована или уничтожена, что означает, что энергия может быть повторно использована снова и снова. Но, согласно заявлению Кельвина-Планкса , не существует системы, которая могла бы преобразовывать энергию в различные формы со 100% эффективностью. Это означает, что некоторое количество энергии всегда теряется в бесполезной форме в процессе. Итак, энтропия системы всегда увеличивается. Второй закон термодинамики также объясняет, что преобразование энергии происходит только в определенном направлении, которое не было разрешено в первом законе термодинамики.

Примеры

  1. Электрическая лампочка может преобразовывать электрическую энергию в энергию света, но обратный процесс невозможен: если мы подаем на лампочку такое же количество тепла и света, она преобразует ее в электрическую энергию.
  2. Обогреватель в комнате использует электроэнергию и обеспечивает тепло в комнату, в то время как, в свою очередь, комната не может обеспечить такую ​​же энергию обогревателю.

Уравнение

ΔS = ΔS система + ΔS окружение. Это уравнение используется для измерения общего изменения энтропии системы.

Ключевые отличия

  1. Первый закон термодинамики касается энергии, которая гласит, что энергия никогда не может быть сгенерирована или уничтожена, а может только преобразоваться в разные формы, в то время как второй закон термодинамики — это закон, который гласит, что энтропия системы никогда не уменьшается, а всегда увеличивается.
  2. Первый закон термодинамики также называют «законом сохранения энергии», с другой стороны, второй закон термодинамики также называют «законом повышенной энтропии».
  3. ΔE = q + w — это уравнение первого закона термодинамики, которое используется для вычисления значения, если известны две другие величины, и наоборот. Второй закон термодинамики выражает следующее: Общее изменение энтропии равно сумме изменения энтропии. энтропия системы и ее окружения
  4. Уравнение первого закона термодинамики выражает, что изменение внутренней энергии системы равно общему количеству тепла, которое течет в систему, и работа, выполняемая в системе окружающими. С другой стороны, Второй закон термодинамики выражает, что полное изменение в системе может быть получено как сумма изменения энтропии системы и окружающей среды.
  5. Примером первого закона термодинамики является фотосинтез, при котором растения преобразуют солнечную энергию в химическую энергию, то есть в глюкозу, тогда как обогреватель в комнате является примером второго закона термодинамики, который использует электрическую энергию и обеспечивает тепло в комнате, в то время как в помещении. вернуть комнату не может обеспечить такую ​​же энергию обогревателю.

Заключение

В соответствии с приведенным выше обсуждением, можно резюмировать, что согласно первому закону термодинамики энергия никогда не может быть сгенерирована или уничтожена, а может быть преобразована только в различные формы, но она не может объяснить направление преобразования энергии, которое было выяснено вторым законом термодинамика, которая утверждает, что энтропия системы всегда увеличивается.