Termodynamikens huvudsatser i praktiken

Jag tänkte i detta inlägget skriva lite om termodynamikens huvudsatser, och hur dessa kan användas i vardagliga sammanhang och för att beskriva olika vardagliga saker. Termodynamikens huvudsatser, ibland kallade termodynamikens lagar, är fyra grundläggande principer inom fysiken, för att beskriva hur värme och energi uppför sig i termodynamiska system. Det handlar alltså om värme. Lagarna ser ut ungefär såhär:

0e huvudsatsen:
"Om två termodynamiska system är i termisk jämvikt med ett tredje, då är de även i termisk jämvikt med varandra."
1a huvudsatsen:
"Energi kan varken skapas eller förstöras, den kan endast byta form."   
2a huvudsatsen:
"Värme flödar aldrig av sig själv från en kallare kropp till en varmare."
3e huvudsatsen:
"Entropin i ett system närmar sig ett konstant minimum då temperaturen närmar sig absoluta nollpunkten."

För många så verkar kanske dessa lagar krångliga och inte så tillämpbara i vardagen, men faktum är att dessa lagar, särskilt den andra, är högst tillämpbar i väldigt många vardagliga sammanhang, men även abstrakta ämnen som ekonomi och liknande.
 Jag tänkte här ge några exempel på några vardagliga tillämpningar av dessa lagar.

Två exempel handlar om skönhet och den andra huvudsatsen.
Den andra huvudsatsen säger att värmen flödar aldrig sponant från kallt till varmt. Det är samma sak med skönhet. Du blir aldrig spontant snyggare – snarare tvärt om. Allt efterssom tiden går så får du spontant längre och mer ovårdat  hår, längre naglar, du blir smutsigare, får fläckigare kläder osv. Skönhet och snygghet uppför sig alltså enligt termodynamikens andra huvudsats, och du måste investera energi, genom att dusha, tvätta osv, för att bli snyggare.
Fläckar försvinner inte spontant, men dom uppkommer spontant.
 

Ett annat exempel gäller det  man ibland brukar säga; om man vill se snygg ut så ska man ta med sig en fulare kompis – man kommer då se snyggare ut än denna kompis och då verka mer attraktiv. Detta är fel.
För använder man sig av den andra huvudsatsen så inser man att skönhet flödar från den vackrare till den fulare – inte tvärtom.
Så vill du verka snyggare ta med dig en snyggare kompis istället.

En annan omskrivning av den andra huvudsatsen är att oordningen alltid ökar, värmen sprids sponant ut, den koncentreras inte spontant. Detsamma gäller för mitt tredje exempel som handlar om naturresurser. Jag tänkte beskriva den med en anekdot från då jag jobbade som lastbilschaufför.
Jag jobbade tidigare som lastbilschaufför. Lastbilen jag körde var väldigt rostig, särskilt vid bakgavelhissen. Så varje gång jag stannade för att lossa gods och vek ner bakgavelhissen så lossnade flagor av rost. Materialet i bakgavelhissen spreds alltså ut över stan, sakta men säkert.
Detta visar hur ordningen ökar hela tiden. Det fungerar alldrig så att bakgavelhissen spontant blir mindre rostig, att rostet hoppar tillbaka, eller att annan metall i naturen spontant fastnar och gör hissen tjockare än den var från början, utan det följer den andra huvudsatsen och sprids ut.
Samma gäller för all typ av nedskräpning och förslitningar. På vår jord har vi tidigare haft t.ex järnmalm  ganska koncentrerat i malmkroppar, men det håller nu på spridas ut, oordningen ökar. Vi kommer aldrig se att järnet spontant återgår till koncentrationer likt malmkroppen. Till slut (på lååång sikt) kommer hela jorden vara en enda gröt av blandade naturresurser.

2 kommentarer

  1. Johanna

    Fantastiskt! Jag är helt övertygad om att termondynamikens lagar sätter fasta gränser på det system vi lever i. Entropin kommer bara att öka om vi inte skapar jämnvikt, eller ser till att processerna är reversibla. Vilket blir svårt i fallet med järnet som ska återgå till malmkroppen.

    • Erik Marklund (inläggsförfattare)

      Tyvärr säger väl termodynamiken att 100% reversibla processer är en omöjlighet. *peta hål på bubblan din* :p

Lämna ett svar

E-postadressen publiceras inte med automatik.
Ägaren av bloggen kan dock se ditt IP-nummer samt den epost-adress du anger.