Termodynamik er en fysikspecialitet dedikeret til studiet af energi inden for store systemer. Mere specifikt forklarer termodynamik forholdet mellem et systems kinetiske og potentielle energi til den mængde varme og arbejde, systemet kan producere. I årenes løb har ingeniører og matematikere, herunder Isaac Newton og James Joule, udviklet tre universelle principper for termodynamik. Disse er kendt som termodynamikens love.
"Zeroth" -loven
Den akavet navngivne "nul" lov om termodynamik fastlægger princippet om termodynamisk ligevægt. Dette beskriver tendensen af energien i et system til at sprede sig jævnt i hele systemet. Hvis du f.eks. Opvarmer en gryde med vand, vil alt vandet i gryden til sidst stige til en ensartet temperatur, selvom du kun påførte varme på bunden af gryden.
Den første lov
Den første lov om termodynamik eller loven om bevarelse af energi forklarer, at energi i et system ikke kan skabes eller ødelægges. I ethvert system er systemets samlede energi som defineret af den kinetiske og potentielle energi indeholdt i systemet system, er altid lig med den mængde arbejde, der er udført af systemet trukket fra den mængde varme, der tilsættes til system. Denne lov forklarer, hvorfor du bliver ved med at tilføje gas til din bil for at køre længere. Din bil omdanner den potentielle energi, der er lagret i benzin, til varme og arbejde.
Den anden lov
Den anden lov om termodynamik begrænser overførslen af energi inden for et system. Ifølge loven er det umuligt at overføre 100 procent af den tilgængelige energi fra en del af systemet til en anden. Tendensen til at miste energi er kendt som entropi. I tilfælde af bilmotorer, uanset hvor effektivt designet er, vil en del af den potentielle energi i benzin blive spildt i forbrændingsprocessen på grund af entropi. Denne lov forklarer også, hvorfor maskiner til evig bevægelse er fysisk umulige.