ההבדל העיקרי בין החוק הראשון לחוק השני של התרמודינמיקה הוא שהחוק הראשון של התרמודינמיקה קובע שלא ניתן ליצור או להרוס אנרגיה, והכמות הכוללת של האנרגיה ביקום נשארת זהה, בעוד שהחוק השני של תרמודינמיקה מתאר את טבעה של האנרגיה.
תרמודינמיקה מתייחסת לענף של המדע הפיזיקלי העוסק ביחסים בין חום לצורות אחרות של אנרגיה כגון אנרגיה מכנית, חשמלית או כימית.
מהו החוק הראשון של התרמודינמיקה?
החוק הראשון של התרמודינמיקה מתאר שהאנרגיה הפנימית של מערכת היא ההבדל בין האנרגיה שהיא סופגת מהסביבה לבין העבודה שמבצעת המערכת על הסביבה.זוהי גרסה של חוק שימור האנרגיה המותאמת לתהליכים תרמודינמיים. הוא מבחין בין שלושה סוגים של העברת אנרגיה: חום, עבודה תרמודינמית ואנרגיה פנימית.
אנו יכולים לתת את החוק הראשון של התרמודינמיקה ללא העברת מסה באופן הבא:
ΔU=Q – W
בביטוי זה, ΔU מתייחס לשינוי באנרגיה הפנימית של מערכת סגורה, בעוד ש-Q מציין את כמות האנרגיה המסופקת למערכת כחום, בעוד ש-W היא כמות העבודה התרמודינמית שמבצעת המערכת על הסביבה.
יתר על כן, החוק הראשון של התרמודינמיקה עם צורכי העברת מסה כרוך בתנאים נוספים; תוך התחשבות ראויה במצבי הייחוס התואמים של המערכת, כאשר שתי מערכות מופרדות רק על ידי קיר אטום, הן משולבות למערכת חדשה על ידי פעולה תרמודינמית של הסרת קיר זה, מה שמוביל לביטוי הבא:
U0=U1 + U2
כאשר U0 היא האנרגיה הפנימית של המערכת המשולבת, U1 ו-U2 הן האנרגיות הפנימיות של המערכות המתאימות.
מהו החוק השני של התרמודינמיקה?
החוק השני של התרמודינמיקה מתאר שהחום אינו יכול לזרום ממקום קר יותר לאזור חם יותר באופן ספונטני. החוק הפיזיקלי של התרמודינמיקה הוא שמתאר חום ואובדן בהמרה. הדרך הפשוטה ביותר לבטא את החוק השני של התרמודינמיקה היא "לא ניתן להמיר את כל אנרגיית החום לעבודה."
לפי שאר הגרסאות של חוק זה, מושג האנטרופיה נקבע כמאפיין פיזי של מערכת תרמודינמית. אנו יכולים לנסח את החוק השני של התרמודינמיקה באמצעות התצפית האנטרופיה של מערכות מבודדות שנותרו לאבולוציה ספונטנית אינה יכולה לרדת מכיוון שהן תמיד מגיעות למצב של שיווי משקל תרמודינמי (זה קורה כאשר האנטרופיה היא הגבוהה ביותר באנרגיה הפנימית הנתונה).
מה ההבדל בין החוק הראשון לחוק השני של התרמודינמיקה?
תרמודינמיקה מתייחסת לענף של מדע הפיזיקה העוסק ביחסים בין חום לצורות אחרות של אנרגיה כמו אנרגיה מכנית, חשמלית או כימית. ההבדל העיקרי בין החוק הראשון לחוק השני של התרמודינמיקה הוא שהחוק הראשון של התרמודינמיקה קובע שלא ניתן ליצור או להרוס אנרגיה והכמות הכוללת של האנרגיה ביקום נשארת זהה, בעוד שהחוק השני של התרמודינמיקה מתאר שה חום לא יכול לזרום ממקום קר יותר לאזור חם יותר באופן ספונטני.
האינפוגרפיקה שלהלן מציגה את ההבדלים בין החוק הראשון לחוק השני של התרמודינמיקה בצורה טבלאית להשוואה זו לצד זו.
סיכום – החוק הראשון מול החוק השני של התרמודינמיקה
החוק הראשון של התרמודינמיקה מתאר שהאנרגיה הפנימית של מערכת היא ההבדל בין האנרגיה שהיא סופגת מהסביבה לבין העבודה שמבצעת המערכת על הסביבה.החוק השני של התרמודינמיקה מתאר שהחום אינו יכול לזרום ממקום קר יותר לאזור חם יותר באופן ספונטני. אז זה ההבדל העיקרי בין החוק הראשון לחוק השני של התרמודינמיקה.
