Ограничения первого закона термодинамики

Спонтанные процессы, такие как падающий камень на землю или реакция натрия с хлором, происходят без внешнего вмешательства и часто сопровождаются снижением энергии системы. Большинство спонтанных процессов высвобождают энергию, но не все. Некоторые процессы могут поглощать энергию и при этом быть спонтанными.

Например, некоторые эндотермические процессы, такие как растворение хлорида натрия в воде, происходят спонтанно, несмотря на увеличение энергии.

Это показывает, что первый закон термодинамики, который сосредоточен только на изменениях энергии, не может полностью предсказать спонтанность процесса.

В результате второй закон становится необходимым, так как он задаёт направление передачи энергии и предсказывает спонтанность процесса.

Кроме того, второй закон помогает вычислить максимальную долю тепла, которая может быть преобразована в работу в процессе.

Она вводит энтропию — макроскопическое свойство, достигающее максимума в равновесном состоянии изолированной системы.

Энтропия возникает из-за общей энергии, рассеянной в изолированной системе, что даёт представление о спонтанных и неспонтанных процессах.