Седьмое доказательство

При любом переходе энергии из одного вида в другой некоторая часть энергии (порой – довольно значительная) выделяется в виде теплоты.

Когда мы превращаем электрическую энергию в световую (включаем электролампочку), эта лампочка, кроме света, выделяет также и довольно много тепла, даже если это нам не требуется. Когда мы ту же электрическую энергию превращаем в механическую, например, пользуемся электрической дрелью, то и двигатель дрели и сверло вполне ощутимо нагреваются, что приводит к их ускоренному износу.

Тепловая энергия – универсальный вид энергии. Любой вид энергии в конечном итоге превращается в тепло.

Поэтому термодинамика и представляет для нас такой интерес.

Термодинамика основывается на эмпирических законах, которые называют Началами термодинамики.

Первое начало термодинамики описывает тот очевидный факт, что при наличии разности потенциалов (энергетических уровней) энергия всегда перемещается в направлении от более высокого уровня к более низкому, от избытка к недостатку.

Представьте себе водопад. В какую сторону течет вода? Конечно, с высокого уровня – на более низкий. При этом она совершает работу, которую можно использовать, например, заставив её крутить лопасти турбины и вырабатывать ток. На этом явлении, собственно, основана идея любой гидроэлектростанции.

А может ли вода двигаться в обратном направлении, снизу вверх?

Глупый вопрос. Конечно, не может.

Ну, это вода. Может быть, тепло ведет себя по-другому?

Возьмем два предмета, имеющих различную температуру.

С) и обычную чашку (t=20

С) и приведем их в соприкосновение: нальем чай в чашку. Что будет происходить? Через какое-то время мы заметим, что чай остыл, так что его можно пить, а чашка нагрелась. Очевидно, часть тепла перешла от чая к чашке. Могло ли быть иначе?

Могла ли чашка передать свои 20

С чаю так, чтобы он вскипел (t=100

С), а чашка бы охладилась до нуля градусов?

Нет, это уже похоже на фантастику.

Тепло, как и вода, переходит ВСЕГДА с более высокого уровня на более низкий, то есть от более нагретого тела к менее нагретому. И никогда иначе!

Этот простой факт и констатирует первое начало термодинамики.

Любой вид энергии (не только теплота) ВСЕГДА переходит с более высокого уровня на более низкий.

Скорость этого перехода тем больше, чем больше разница уровней (разность потенциалов).