Номер 3, страница 244 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Молекулярная физика. Глава 9. Основы термодинамики. Параграф 44. КПД тепловых двигателей. Второй закон термодинамики. Цикл Карно. Вопросы - номер 3, страница 244.

Условие.

3. Какой закон термодинамики позволяет судить о направленности процессов в природе?

Решение.

3. Закон, который позволяет судить о направленности процессов в природе, — это второй закон (или второе начало) термодинамики.

Первый закон термодинамики, являющийся законом сохранения энергии, не накладывает ограничений на направление протекания процессов. Он лишь утверждает, что энергия не может быть создана или уничтожена. Например, с точки зрения первого закона, тепло могло бы самопроизвольно переходить от холодного тела к горячему, если бы общая энергия сохранялась.

Второй закон термодинамики вводит понятие энтропии ($\text{S}$) — меры хаоса или неупорядоченности системы. Он постулирует, что в изолированной системе все самопроизвольные (естественные) процессы протекают в направлении увеличения энтропии. Математически для изолированной системы это можно записать как:

$ \Delta S \ge 0 $

Это неравенство означает, что энтропия изолированной системы никогда не убывает. Она либо возрастает (в случае необратимых процессов, которые и происходят в природе), либо остается постоянной (в случае идеальных обратимых процессов).

Именно этот принцип — стремление к увеличению энтропии — определяет "стрелу времени" и объясняет, почему:

• тепло всегда передается от горячего тела к холодному;
• газы самопроизвольно смешиваются, но не разделяются;
• сложные упорядоченные структуры со временем разрушаются, переходя в более хаотичное состояние.

Таким образом, второй закон термодинамики устанавливает фундаментальный принцип необратимости и направленности природных процессов.

Ответ: Второй закон термодинамики.