Termodynamikk er en fysikkspesialitet viet til studier av energi i store systemer. Mer spesifikt forklarer termodynamikken forholdet mellom et systems kinetiske og potensielle energi til mengden varme og arbeid systemet kan produsere. Gjennom årene har ingeniører og matematikere, inkludert Isaac Newton og James Joule, utviklet tre universelle prinsipper for termodynamikk. Disse er kjent som termodynamikkens lover.
"Zeroth" -loven
Den vanskelig benevnte termodynamiske "null" -loven etablerer prinsippet om termodynamisk likevekt. Dette beskriver tendensen til energien i et system til å spre seg jevnt over hele systemet. Hvis du for eksempel varmer opp en gryte med vann, vil alt vannet i gryten til slutt stige til en jevn temperatur selv om du bare påførte varme på bunnen av gryten.
Den første loven
Den første loven om termodynamikk, eller loven om bevaring av energi, forklarer at energi i et system ikke kan opprettes eller ødelegges. I ethvert system, den totale energien til systemet, som definert av den kinetiske og potensielle energien i systemet systemet, er alltid lik mengden arbeid som er gjort av systemet trukket fra mengden varme tilført til system. Denne loven forklarer hvorfor du må fortsette å tilføre bensin til bilen din for å kjøre lenger. Bilen din omdanner den potensielle energien som er lagret i bensin til varme og arbeid.
Den andre loven
Den andre loven om termodynamikk begrenser overføringen av energi i et system. I følge loven er det umulig å overføre 100 prosent av tilgjengelig energi fra en del av systemet til en annen. Tendensen til å miste energi er kjent som entropi. I tilfelle bilmotorer, uansett hvor effektiv utformingen, vil en del av den potensielle energien i bensin være bortkastet i forbrenningsprosessen på grunn av entropi. Denne loven forklarer også hvorfor maskiner for evig bevegelse er fysisk umulige.