Я знаю о нулевом законе термодинамики, который определяет тепловое равновесие и позволяет нам, по сути, измерять температуру тел с помощью термометров.
Однако мой вопрос заключается в том, почему тела вообще стремятся достичь теплового равновесия? Является ли это следствием 2-го закона термодинамики? (Относительно энтропии Вселенной?)
Поправьте меня, если я ошибаюсь в своих рассуждениях...
Вы можете придумать разные пути от теплового равновесия между двумя телами. Среди множества возможностей есть по крайней мере один обратимый путь, который я попытаюсь описать здесь, но я уверен, что вы также можете найти его в учебниках. Предположим, вы берете два тела с разной температурой. лежащая равновесная температура между ними.
Тогда один обратимый путь теплового равновесия состоит в том, чтобы думать о «бесконечном» (или очень большом количестве, физически говоря) количестве термальных резервуаров с температурами, идущими от к . Теперь, если вы нагреете первое тело, установив его тепловой контакт с тепловым резервуаром на (в значительной степени этот процесс обратим при контакте того же тела с другим тепловым резервуаром на ), энтропия изменяется как
.
Тот же процесс (но обратный) можно проделать с телом два,
.
Повторяя процедуру, тепловое равновесие будет достигнуто в некоторой точке с температурой , такой, что .
Теперь для простоты предположим , так что полное изменение энтропии теплового равновесия равно
.
Легко доказать, что полная вариация будет максимальной, когда .
Короче говоря: тепловое равновесие — это состояние максимальной энтропии системы.
(Это можно показать и тогда, когда немного больше алгебры...).
безопасная сфера