ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกฎข้อที่หนึ่งและกฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์คือ กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ระบุว่าพลังงานไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ และปริมาณพลังงานทั้งหมดในจักรวาลจะเท่าเดิม ในขณะที่กฎข้อที่สอง ของอุณหพลศาสตร์อธิบายธรรมชาติของพลังงาน
อุณหพลศาสตร์หมายถึงสาขาของวิทยาศาสตร์กายภาพที่เกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ระหว่างความร้อนกับพลังงานรูปแบบอื่นๆ เช่น พลังงานกล ไฟฟ้า หรือเคมี
กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์คืออะไร
กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์อธิบายว่าพลังงานภายในของระบบคือความแตกต่างระหว่างพลังงานที่ดูดซับจากสภาพแวดล้อมและงานที่ทำโดยระบบโดยรอบนี่เป็นกฎการอนุรักษ์พลังงานฉบับหนึ่งซึ่งปรับให้เข้ากับกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ โดยจำแนกการถ่ายเทพลังงานได้ 3 ประเภท ได้แก่ ความร้อน งานเทอร์โมไดนามิก และพลังงานภายใน
เราสามารถให้กฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์โดยไม่ต้องถ่ายโอนมวลดังนี้:
ΔU=Q – W
ในนิพจน์นี้ ΔU หมายถึงการเปลี่ยนแปลงในพลังงานภายในของระบบปิด ในขณะที่ Q หมายถึงปริมาณพลังงานที่จ่ายให้กับระบบในรูปของความร้อน ในขณะที่ W คือปริมาณของงานทางอุณหพลศาสตร์ที่ระบบทำ บริเวณโดยรอบ
นอกจากนี้ กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ที่มีความต้องการการถ่ายโอนมวลยังมีเงื่อนไขเพิ่มเติม โดยคำนึงถึงสถานะอ้างอิงที่สอดคล้องกันของระบบ เมื่อระบบสองระบบถูกแยกจากกันโดยผนังที่ผ่านไม่ได้เท่านั้น ระบบทั้งสองจะรวมกันเป็นระบบใหม่โดยการดำเนินการทางอุณหพลศาสตร์ของการกำจัดกำแพงนี้ ซึ่งนำไปสู่นิพจน์ต่อไปนี้:
U0=U1 + U2
โดยที่ U0 คือพลังงานภายในของระบบที่รวมกัน U1 และ U2 เป็นพลังงานภายในของระบบที่เกี่ยวข้อง
กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์คืออะไร
กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์อธิบายว่าความร้อนไม่สามารถไหลจากสถานที่ที่เย็นกว่าไปยังบริเวณที่ร้อนกว่าได้เองตามธรรมชาติ เป็นกฎทางกายภาพของอุณหพลศาสตร์ที่อธิบายความร้อนและการสูญเสียในการแปลง วิธีที่ง่ายที่สุดในการแสดงกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์คือ “พลังงานความร้อนทั้งหมดไม่สามารถแปลงเป็นงานได้”
ตามกฎหมายฉบับอื่น แนวคิดของเอนโทรปีถูกกำหนดให้เป็นคุณสมบัติทางกายภาพของระบบอุณหพลศาสตร์ เราสามารถกำหนดกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ได้จากการสังเกต เอนโทรปีของระบบที่แยกตัวออกจากวิวัฒนาการที่เกิดขึ้นเองนั้นไม่สามารถลดลงได้เนื่องจากพวกมันมาถึงสภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์เสมอ (สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อเอนโทรปีมีพลังงานภายในสูงสุด)
กฎข้อที่หนึ่งและกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ต่างกันอย่างไร
อุณหพลศาสตร์หมายถึงสาขาของวิทยาศาสตร์กายภาพที่เกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ระหว่างความร้อนกับพลังงานรูปแบบอื่นๆ เช่น พลังงานกล ไฟฟ้า หรือเคมี ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างกฎข้อที่หนึ่งกับกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์คือ กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ระบุว่าพลังงานไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ และปริมาณพลังงานทั้งหมดในจักรวาลจะเท่าเดิม ในขณะที่กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์อธิบายว่า ความร้อนไม่สามารถไหลจากสถานที่ที่เย็นกว่าไปยังบริเวณที่ร้อนกว่าได้เอง
อินโฟกราฟิกด้านล่างแสดงความแตกต่างระหว่างกฎข้อที่หนึ่งและกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ในรูปแบบตารางสำหรับการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
สรุป – กฎข้อที่หนึ่งกับกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์
กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์อธิบายว่าพลังงานภายในของระบบคือความแตกต่างระหว่างพลังงานที่ดูดซับจากสภาพแวดล้อมและงานที่ทำโดยระบบโดยรอบกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์อธิบายว่าความร้อนไม่สามารถไหลจากสถานที่ที่เย็นกว่าไปยังบริเวณที่ร้อนกว่าได้เองตามธรรมชาติ นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างกฎข้อที่หนึ่งและกฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์