الاختلاف الرئيسي بين القانون الأول والقانون الثاني للديناميكا الحرارية هو أن القانون الأول للديناميكا الحرارية ينص على أنه لا يمكن إنشاء أو تدمير الطاقة ، والكمية الإجمالية للطاقة في الكون تظل كما هي ، في حين أن القانون الثاني الديناميكا الحرارية يصف طبيعة الطاقة.
الديناميكا الحرارية تشير إلى فرع العلوم الفيزيائية الذي يتعامل مع العلاقات بين الحرارة وأشكال الطاقة الأخرى مثل الطاقة الميكانيكية أو الكهربائية أو الكيميائية.
ما هو القانون الأول للديناميكا الحرارية؟
يصف القانون الأول للديناميكا الحرارية أن الطاقة الداخلية لنظام ما هي الفرق بين الطاقة التي يمتصها من المحيط والعمل الذي يقوم به النظام على المحيط.هذه نسخة من قانون الحفاظ على الطاقة تم تكييفها للعمليات الديناميكية الحرارية. يميز ثلاثة أنواع من نقل الطاقة: الحرارة ، والعمل الديناميكي الحراري ، والطاقة الداخلية.
يمكننا إعطاء القانون الأول للديناميكا الحرارية دون نقل الكتلة على النحو التالي:
ΔU=Q - W
في هذا التعبير ، تشير ΔU إلى التغيير في الطاقة الداخلية لنظام مغلق ، بينما تشير Q إلى كمية الطاقة التي يتم توفيرها للنظام كحرارة ، بينما تشير W إلى مقدار العمل الديناميكي الحراري الذي يقوم به النظام على المحيط
علاوة على ذلك ، يتضمن القانون الأول للديناميكا الحرارية مع احتياجات النقل الجماعي شروطًا إضافية ؛ مع مراعاة الحالات المرجعية المقابلة للنظام ، عندما يتم فصل نظامين فقط بجدار غير منفذ ، يتم دمجهما في نظام جديد من خلال التشغيل الديناميكي الحراري لإزالة هذا الجدار ، مما يؤدي إلى التعبير التالي:
U0=U1 + U2
حيث U0 هي الطاقة الداخلية للنظام المدمج ، U1 و U2 هي الطاقات الداخلية للأنظمة المقابلة.
ما هو القانون الثاني للديناميكا الحرارية؟
يصف القانون الثاني للديناميكا الحرارية أن الحرارة لا يمكن أن تتدفق تلقائيًا من مكان أكثر برودة إلى منطقة أكثر سخونة. إن القانون الفيزيائي للديناميكا الحرارية هو الذي يصف الحرارة والخسارة في التحويل. إن أبسط طريقة للتعبير عن القانون الثاني للديناميكا الحرارية هي "لا يمكن تحويل كل الطاقة الحرارية إلى عمل".
وفقًا للإصدارات الأخرى من هذا القانون ، تم تأسيس مفهوم الانتروبيا كخاصية فيزيائية للنظام الحراري الديناميكي. يمكننا صياغة القانون الثاني للديناميكا الحرارية من خلال الملاحظة لا يمكن أن تنخفض إنتروبيا الأنظمة المعزولة التي تُركت للتطور التلقائي لأنها تصل دائمًا إلى حالة من التوازن الديناميكي الحراري (يحدث هذا عندما يكون الانتروبيا أعلى عند الطاقة الداخلية المعطاة).
ما هو الفرق بين القانون الأول والقانون الثاني للديناميكا الحرارية؟
الديناميكا الحرارية تشير إلى فرع العلوم الفيزيائية الذي يتعامل مع العلاقات بين الحرارة وأشكال الطاقة الأخرى مثل الطاقة الميكانيكية أو الكهربائية أو الكيميائية. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين القانون الأول والقانون الثاني للديناميكا الحرارية في أن القانون الأول للديناميكا الحرارية ينص على أنه لا يمكن إنشاء الطاقة أو تدميرها وأن الكمية الإجمالية للطاقة في الكون تظل كما هي ، بينما يصف القانون الثاني للديناميكا الحرارية أن لا يمكن أن تتدفق الحرارة من مكان أكثر برودة إلى منطقة أكثر سخونة بشكل تلقائي.
يعرض الرسم البياني أدناه الاختلافات بين القانون الأول والقانون الثاني للديناميكا الحرارية في شكل جدول للمقارنة جنبًا إلى جنب.
ملخص - القانون الأول مقابل القانون الثاني للديناميكا الحرارية
يصف القانون الأول للديناميكا الحرارية أن الطاقة الداخلية لنظام ما هي الفرق بين الطاقة التي يمتصها من المحيط والعمل الذي يقوم به النظام على المحيط.يصف القانون الثاني للديناميكا الحرارية أن الحرارة لا يمكن أن تتدفق تلقائيًا من مكان أكثر برودة إلى منطقة أكثر سخونة. إذن ، هذا هو الفرق الرئيسي بين القانون الأول والقانون الثاني للديناميكا الحرارية.
