Termodinamikos dėsniai

Jei dvi termodinaminės sistemos yra šiluminėje pusiausvyroje su trečia, tai jos taip pat yra šiluminėje pusiausvyroje tarpusavyje.

Dviejose tarpusavyje kontaktuojančiose sistemose energijos mainai tarpusavyje vyks tol, kol įsivyraus termodinaminė pusiausvyra.

Nulinis dėsnis suvoktas tik praėjusio amžiaus pirmoje pusėje, daug vėliau, negu pirmi trys, todėl ir buvo pavadintas nuliniu.

Izoliuotoje sistemoje bet kokio proceso metu bendras energijos kiekis išlieka pastovus.

Šiuo dėsniu išreiškiamas vienas pagrindinių gamtos dėsnių – energijos tvermės dėsnis. Pirmasis termodinamikos dėsnis nusako, jog energija negali būti sukurta ar sunaikinta. Uždarai sistemai pereinant iš vienos būsenos į kitą, jos visos energijos pokytis yra lygus tos sistemos atžvilgiu atlikto darbo ir jai suteikto šilumos kiekio sumai.

Remdamiesi pirmuoju termodinamikos dėsniu galime daryti išvadą, jog termodinaminis amžinas variklis yra negalimas.

Neįmanomas toks procesas, kurio vienintelis rezultatas būtų iš šildytuvo gautos šilumos pavertimas jai ekvivalentišku darbu.

Paprasčiau kalbant, antrasis termodinamikos dėsnis sako, jog uždaroje sistemoje šiluma iš šaltesnio kūno negali būti perduota šiltesniam.

Iš šio dėsnio daroma išvada, jog procesas, kurio metu viena energijos forma – darbas – virsta kita – šiluma – yra negrįžtamas. Šiluma gali virsti darbu tik tada, kai vyksta koks nors kompensuojantis procesas. Antras termodinamikos dėsnis įvertina ir energijos kokybę. Tam tikslui naudojama eksergijos sąvoka. Pirmas termodinamikos dėsnis neįvertina sistemos elementų nuostolių, o antras termodinamikos dėsnis juos įvertina naudodamas eksergijos nuostolius.

Šį dėsnį 1850 m. suformulavo Ciuricho universiteto profesorius Rudolfas Klauzijus,^[1] jis taip pat pasiūlė termodinaminio proceso vyksmo galimybę, jo kryptį bei sistemos būsenos parametrą pavadino entropija.^[2]

Temperatūrai artėjant prie absoliutaus nulio, sistemos entropija tampa pastovi.

Tai reiškia, jog pasiekus absoliutų nulį tikimybė sistemai išlikti vienintelėje savo būsenoje priartėja prie vieneto, t. y. visi procesai sustoja, nes sistemos entropija S taip pat pasiekia nulį.