第1熱力学法:エネルギー保存
* ステートメント: エネルギーは作成または破壊することはできず、ある形式から別の形式にのみ変換されます。
* 意味: 閉じたシステムのエネルギーの総量は一定のままです。これは、エネルギーが1つのフォーム(熱など)から消えた場合、別のフォーム(作業、ポテンシャルエネルギー、運動エネルギーなど)に再び現れる必要があることを意味します。
* 例: 自動車エンジンはガソリン(化学エネルギー)を燃やして熱を生成します。これは、自動車を動かすために機械的エネルギーに変換されます。エネルギーの総量は同じままですが、フォームは変化します。
2番目の熱力学法:エントロピーと時間の矢印
* ステートメント: 閉じたシステムのエントロピーは常に時間とともに増加します。エントロピーは、障害またはランダム性の尺度です。
* 意味: 自然のプロセスは、秩序の状態から障害の状態に移行する傾向があります。 (卵のスクランブルなど)プロセスを完全に逆転させ、元の、より秩序ある状態を回復することは不可能です。
* 例: ホットなコーヒーは徐々に室温まで冷却され、自然に暖房することはありません。熱エネルギーは周囲に分散され、エントロピーが増加します。
重要な概念:
* 閉じたシステム: 問題やエネルギーを周囲と交換しないシステム。
* エントロピー: システム内の障害またはランダム性の尺度。
実際的な意味:
これらの法律は、理解するための基本です。
* エネルギー変換: 異なる形式間でエネルギーがどのように変換されるか。
* 熱力学とエンジン: エネルギーを変換するエンジンやその他のデバイスの効率。
* 宇宙の性質: すべてのエネルギーが均等に分布し、作業が行われない宇宙の時間の方向と最終的な「熱による死」。