თერმოდინამიკის მეორე კანონი.

სითბური პროცესების შეუქცევადობა.

ენერგიის შენახვის კანონი ამტკიცებს, რომ ენერგიის რაოდენობა ნებისმიერი პროცესებისას უცვლელი რჩება.

ენერგიის შენახვის კანონი არ კრძალავს, პროცესებს, რომლებიც ცდაში არ ხორციელდება:

-  შედარებით თბილი სხეულის შედარებით ცივი სხეულით გათბობა;

- ქანქარის თავისთავადი (სპონტანური) გაქანება წონასწორობის მდგომარეობიდან;

- ქვიშის ქვად შეგროვება და ა.შ.

ბუნებაში პროცესებს აქვთ გარკვეული მიმართულება. უკუ მიმართულებით სპონტანურად ისინი ვერ მიმდინარეობენ. ბუნებაში ყველა პროცესი შეუქცევადია (ორგანიზმის დაბერება და სიკვდილი).

შეუქცევად პროცესად შეიძლება იწოდოს ისეთი პროცესი, რომლის შებრუნებულიც შეიძლება მიმდინარეობდეს როგორც უფრო რთული პროცესის ერთ-ერთი რგოლი. სპონტანურს უწოდებენ ისეთ პროცესებს, რომლებიც გარეშე სხეულების ზემოქმედების გარეშე მიმდინარეობენ, ანუ, ამ სხეულებში ცვლილებების გარეშე.

სისტემის ერთი მდგომარეობიდან მეორეში გადასვლის პროცესებს, რომელთა უკუ მიმართულებით განხორციელება შეიძლება შუალედი წონასწორული მდგომარეობების იგივე თანმიმდევრობით, შექცევადები ეწოდება. ამასთან თვით სისტემა და გარემომცველი სხეულები სრულიად უბრუნდებიან საწყის მდგომარეობას.

თერმოდინამიკის კანონი მიუთითებს შესაძლებელი ენერგეტიკული გარდაქმნების მიმართულებას და ამით გამოხატავს ბუნებაში პროცესების შეუქცევადობას. ის დადგენილია ცდისეული ფაქტების უშუალო განზოგადებით.

რ. კლაუზიუსის ფორმულირება: შეუძლებელია სითბოს გადატანა უფრო ცივი სისტემიდან უფრო ცხელ სისტემაში ორივე სისტემაში ან გარემომცველ სხეულებში ერთდროული ცვლილებების გარეშე.

უ. კელვინის ფორმულირებაუძლებელია ისეთი პერიოდუ: შეძლებელია ისეთი პერიოდული პროცესის განხორციელება, რომლის ერთადერთი შედეგი იქნებოდა ერთი წყაროდან მიღებული სითბოს ხარჯზე მუშაობის მიღება.

შეუძლებელია მეორე ტიპის სითბური მუდმივი ძრავა, ანუ ძრავა, რომელიც ასრულებს მექანიკურ მუშაობას რაიმე ერთი სხეულის გაციების ხარჯზე.

პროცესების შეუქცევადობის ახსნას ბუნებაში აქვს სტატისტიკური (ალბათური) ინტერპრეტაცია.

სუფთად მექანიკური პროცესები (ხახუნის გათვალისწინების გარეშე) შექცევადებია, ანუ ინვარიანტულებია (არ იცვლება) t→ -t ცვლილებით. ყოველი ცალკეულად აღებული მოლეკულის მოძრაობის განტოლება ასევე ინვარიანტულები არიან დროის გარდაქმნისადმი, რადგან შეიცავენ მხოლოდ მანძილზე დამოკიდებულ ძალებს. ეს ნიშნავს, რომ ბუნებაში პროცესების შეუქცევადობის მიზეზი არის ის, რომ მაკროსკოპული სხეულები შეიცავენ მოლეკულების ძალიან დიდ რაოდენობას.

მაკროსკოპული მდგომარეობა ხასიათდება რამდენიმე თერმოდინამიკული პარამეტრით (წნევა, მოცულობა, ტემპერატურა და ა.შ.). მიკროსკოპული მდგომარეობა ხასიათდება სისტემის შემადგენელი ყველა ნაწილაკის კოორდინატებისა და სიჩქარეების (იმპულსების) მოცემით. ერთი მაკროსკოპული მდგომარეობა შეიძლება რეალიზდეს მიკრომდგომარეობების უზარმაზარი რიცხვით.

ავღნიშნოთ: N- სისტემის მდგომარეობათა სრული რიცხვი, N₁ - მიკრომდგომარეობათა რიცხვი, რომლებიც მოცემულ მდგომარეობის რეალიზებას ახდენენ, w - მოცემული მდგომარეობის ალბათობა.

მაშინ : .

რაც მეტია N₁, მით მეტია მოცემული მდგომარეობის ალბათობა, ანუ მით მეტ ხანს იქნება სისტემა ამ მდგომარეობაში. სისტემის ევოლუცია მიმდინარეობს ნაკლებალბათურიდან მეტად ალბათური მდგომარეობებისკენ. რადგან მექანიკური მოძრაობა მოწესრიგებული მოძრაობაა, ხოლო სითბური - ქაოტური, ამიტომ მექანიკური ენერგია გადადის სითბურში. სითბოცვლისას მდგომარეობა, რომელშიც ერთ სხეულს აქვს უფრო მაღალი ტემპერატურა (მოლეკულებს აქვთ უფრო მაღალი საშუალო კინეტიკური ენერგია), ნაკლებ ალბათურია, ვიდრე მდგომარეობა, რომელშიც ტემპერატურები თანაბარია. ამიტომ სითბოცვლის პროცესი მიმდინარეობს ტემპერატურების გათანაბრების მიმართულებით.

ენტროპია - უწესრიგობის ზომაა. S - ენტროპია.

ბოლცმანის განტოლება: 

სადაც k - ბოლცმანის მუდმივაა. ეს განტოლება ხსნის თერმოდინამიკის კანონების სტატისტიკურ არსს. ყველა შეუქცევად პროცესში ენტროპიის სიდიდე იზრდება. ამ თვალსაზრისით სიცოცხლე მუდმივი ბრძოლაა ენტროპიის შესამცირებლად. 

ენტროპია სისტემის მდგომარეობის ფუნქციაა. თერმოდინამიკაში ეს სიდიდე განისაზღვრება თანაფარდობით: ,

სადაც S- ენტროპიაა. ანუ ენტროპიის ცვლილება ტოლია იმ პროცესში გადაცემული სითბოს რაოდენობის ფარდობისა იმ ტემპერატურასთან, რომელზეც მიმდინარეობს პროცესი.

ამ გაგებით ადიაბატური პროცესი არის იზოენტროპიული პროცესი.

თერმოდინამიკის პირველი კანონიდან:

 - თერმოდინამიკის ძირითადი განტოლეწბა.

კარნოს თეორემიდან გამოდის: .

შესაბამისად:  ანუ