Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik gibt eine Richtung der Energieübertragungen vor.
Beispiel
Es gibt Vorgänge, die in der Natur niemals vorkommen, obwohl sie den ersten Haupsatz der Thermodynamik nicht verletzen.
Zum Beispiel würde zwar ein warmer Gegenstand kälteres Wasser um sich herum aufwärmen, jedoch nie dem Wasser noch mehr Wärme entziehen und sich dadurch selbst weiter aufheizen.
Merke
Wärme fließt also natürlicherweise immer nur vom wärmeren zum kälteren Gegenstand.
Entropie
Zum Beschreiben der Menge der einnehmbaren Mikrozustände in einem System wird eine neue Größe namens Entropie S eingeführt.
Info
Diese Beschreibung bezieht sich auf die innewohnende Unkenntnis über die Mikrozustände, was jedoch nicht ganz vollständig ist.
Der zweite Hauptsatz besagt nun, dass in einem abgeschlossenen System die Entropie nie abnimmt.
Dies ist der Grund, warum die Wärme immer vom wärmeren zum kühleren Objekt fließt. Die Entropie ist im thermodynamischen Gleichgewichtszustand maximal.
Perpetuum mobile
Ein Perpetuum mobile zweiter Art ist eine Maschine, die ihrer Umgebung einen Teil ihrer Wärmeenergie entzieht und in die zum Betrieb der Maschine notwendigen Antriebsenergie umwandelt. Die Maschine würde dann selbst wieder Wärme produzieren und ermöglicht einen unendlichen Kreislauf.
Merke
Der 2. Hauptsatz besagt nämlich, dass die Umwandlung von Arbeit in Wärme immer irreversibel ist. Das Quantifizieren dieser Irreversibilität erfolgt mittels der Entropie.