II. főtétel lényege

A termodinamika II. főtétele kimondja, hogy:

• A természetes folyamatoknak van iránya.

• A hő spontán mindig a melegebb helyről a hidegebb felé áramlik.

• Az entrópia zárt rendszerben nem csökkenhet.

• Nem létezhet 100%-os hatásfokú hőerőgép.

A főtétel tehát nem az energiamegmaradásról szól (az az I. főtétel), hanem arról, hogy milyen irányban mehetnek végbe a folyamatok.

Feladat: Igaz-e a következő állítás? Termikus kölcsönhatás során mindig a melegebb test ad át hőt a hidegebb testnek.

Válasz: B – Mindig igaz, a körülményektől függetlenül.

Indoklás: A II. főtétel szerint hő spontán csak melegebbről hidegebbre áramlik.

Feladat: Egy 30 °C-os és egy 20 °C-os acélkockát egymás mellé helyezünk egy hőszigetelt edényben. A hőtan melyik főtételét sértené, ha azt tapasztalnánk, hogy a 30 °C-os kocka melegszik, a 20 °C-os pedig lehűl?

Válasz: B – A hőtan II. főtételét. 

Indoklás: A hő nem áramolhat hidegebbről melegebb felé külső munka nélkül.

Feladat: Az alábbi kijelentések közül melyik fejezi ki helyesen a hőtan második főtételét?

Válasz: C – Nincs olyan periodikusan működő hőerőgép, amely veszteség nélkül alakítja át a befektetett hőt mechanikai munkává. 

Indoklás: A II. főtétel kimondja, hogy 100%-os hatásfokú hőgép nem létezhet.

Feladat: Két test a környezetétől minden módon elszigetelt rendszert alkot, közöttük kizárólag termikus kölcsönhatás van. Melyik test ad át energiát a másiknak?

Válasz: A – Amelyiknek magasabb a hőmérséklete. 

Indoklás: A hő spontán a melegebb testtől a hidegebb felé áramlik → II. főtétel.

Feladat: Ha két test termikus kölcsönhatásba kerül, a hőmérsékletük kiegyenlítődik. Melyik ad át energiát a másiknak?

Válasz: A – Amelyiknek magasabb a hőmérséklete.

Indoklás: Amelyiknek magasabb a hőmérséklete. Indoklás: A hőátadás irányát a II. főtétel határozza meg.