Annonceinfo

Termodynamikkens 2. lov - forudsætningen for moderne energiteknologi

VERDEN PÅ FORMLER: Termodynamikkens 2. lov er helt afgørende for, at menneskeheden bliver stadig bedre til at udnytte klodens ressourcer og er dermed en grundpille for udviklingen af moderne energiteknologi.

Termodynamikkens 2. lov siger, at hvis man giver et lukket system mulighed for at udvikle sig uden menneskelig indgriben, vil det ske tilfældigt og dermed kaotisk – energiniveauet vil dog altid være det samme, selvom mængden af utilgængelig energi altid vokser.

Termodynamikkens 2. lov siger i al sin tilsyneladende enkelhed, at hvis man giver et lukket system mulighed for at udvikle sig uden menneskelig indgriben, vil det ske tilfældigt og dermed kaotisk – og så vil entropien (S) i systemet vokse. Hvad entropi er for noget, vender vi tilbage til.

Lovens opdagelse udspringer af problemer med dampmaskinen og ønsket om at opfinde en evighedsmaskine.

Læs også: 'Erkendelser: Termodynamikken'

Den ellers revolutionerende dampteknologi led i begyndelsen af 1800-tallet under, at en meget stor del af den energi, man tilførte i form af kul, forsvandt ud i den blå luft som et varmetab. Det kunne ikke forklares med Newtons mekaniske love, som videnskaben dengang mente rummede alle svar. Førende fysikere satte sig for at løse gåden.

Målrettet grundforskning

Det var den omvendte verden i forhold til den måde, man normalt laver grundforskning på, forklarer Jens Morten Hansen, statsgeolog og adjungeret professor i naturfilosofi på Københavns Universitet og tidligere direktør for Forskningsstyrelsen.

»Normalt ved du ikke, hvad din grundforskning konkret skal bruges til. Termodynamikken er derimod inspireret af et teknisk problem, og man brugte grundforskning til at finde ud af, hvad det egentlig er, der foregår i dampmaskinen. Målet var at udnytte brændslet bedre og dermed begrænse varmetabet,« siger han.

Energien er konstant

Udviklingen af termodynamikken var en proces, der strakte sig over mere end 100 år og implicerede adskillige berømte videnskabsfolk, der stod på skuldrene af hinanden, fortæller Jens Morten Hansen.

Fysikerne Boltzmann og Clausius var nøglepersoner. Før dem gjorde ingeniøren Carnot den for termodynamikken afgørende opdagelse, at energien i et lukket system er konstant.

Fakta

’Verden på formler’ er 20 korte artikler om en fysisk, matematisk eller kemisk formel, der har haft afgørende indflydelse på vores opfattelse af verden.

Hvem udviklede formlen? Hvad betyder formlen konkret? Under hvilke omstændigheder blev den til? Hvordan blev den modtaget i samtiden? Og hvad har den betydet for udviklingen af den verden, vi kender i dag?

Dette er sjette artikel i rækken, og denne gang gælder det Termodynamikkens 2. lov.

Det vil sige, at den energi, et lukket system bruger, stadig er i systemet efter brug – den er bare omdannet til nye energiformer, hvoraf nogle er tilgængelige og andre utilgængelige. Mængden af utilgængelig energi vokser altid.

Kaotiske it-systemer

Forskerne betegnede den utilgængelige energi som et systems entropi (= indadvendthed). Clausius fremførte en teori om, at universet kan betragtes som et lukket system, der til sidst vil lide ’universets varmedød’.

Modsat mennesker, dyr og planter, der har fundet et modtræk til entropiens vækst ved at vekselvirke med omverdenen, pointerer Jens Morten Hansen.

»Gennem de fysiologiske processer kan vi skelne mellem energiformerne, så vi kan skille os af med den utilgængelige energi ved at bortlede varme fra kroppen og udskille affaldsstoffer. Det kan uorganiske eller uintelligente systemer som for eksempel dampmaskiner ikke og derfor mister de kostbare energiressourcer.«

Rudolf Clausius (1822-1888), tysk fysiker. (Foto: Wikimedia)

»Alverdens energiteknologi har siden haft ét fælles hovedformål, nemlig at minimere entropien gennem intelligent indgriben for på den måde at udnytte energien bedst muligt,« siger han og tilføjer, at nyere forskning viser, at der også uvægerligt vil opstå entropi i informationssystemer som for eksempel store databaser.

»Jo flere informationer man samler i ét system, jo mere kaotisk og utilgængeligt bliver det. Det er mange it-udviklere endnu ikke tilstrækkeligt bevidste om. Men det skal de nu nok blive,« siger Jens Morten Hansen.

Artiklen er tidligere bragt i Magisterbladet.

Lukkede systemer

Findes der overhovedet andre eksempler på sådan ét end universet som helhed ?

(og selv dér er der nu tvivl om hvorvidt det er så "uni" som man før mente..)

"Intelligent design" misbruger termodynamikkens 2. lov

Når man tænker på termodynamikkens 2. lov, så vil de fleste straks forbinde det med fysik og kemi. Faktisk er det også et varmt (haha) emne i biologien, idet termodynamikkens 2. lov ofte er blevet misbrugt af religiøse grupper:
Der findes mennesker (kreationister) som ikke tror på at livet opstod som en tilfældighed, og som mener livet er blevet skabt af en ”intelligent designer” (kreationisme). På den måde forsøger de at flette religion ind i naturvidenskaben. Det er efter min mening pseudovidenskab, og man bør på det kraftigste undgå at blande to meget forskellige forståelsesrammer og dermed arbejdsmetoder sammen!!
Det giver os naturvidenskabs- mænd og kvinder en ekstra udfordring i vores argumentationsmåde, når vi bliver udfordret af andre eksistentielle opfattelser.

Ifølge termodynamikkens 2. lov vil uordenen i universet stige (entropien). Det betyder at komplekse molekyler nedbrydes og der frigøres energi. Verdenen går altså mod mere kaos. Det betyder ligeledes, at hvis man vil skabe mere komplekse molekyler (proteiner, DNA, cellemembraner osv.) i biologiske systemer (organismerne), så skal der tilføres energi. Det medfører, at hvis en organisme skal eksisterer, så skal den optage energi, i form af føde, fra omgivelserne. Hvis den ikke er i stand til optage føde vil den dø, nedbrydes til sine enkelte bestanddele, og frigive den energi (varme) der er bundet i organismen. Dermed følger alle organismer termodynamikkens 2. lov når de dør = øget entropi. Dermed siger man også, at alle levende væsener er i ”steady state” (som ikke er det samme som ligevægt!). Det betyder at makromolekylerne i levende organismer er ”mere ordnet” (lav entalpi).

Kreationisterne tror på og bruger aktiv termodynamikkens 2. lov!! (De er altså ikke uenig i den del af naturvidenskaben). Deres argument er derimod, at livet ikke kan opstå ved en tilfældighed, fordi det kræver at det biologiske system som skal skabes, skal have tilført energi forinden. De mener dermed at en ”intelligent designer” skulle have startet livet ved at tilfører energi, og dermed kan evolutionen foregå.

Havde de bare lyttet lidt bedre efter i fysik, kemi eller biologitimen, så ville de forstå at termodynamikkens 2 lov. siger at den TOTALE entropi i universet vil stige… Det betyder derimod ikke, at entropien ikke lokalt kan falde... som den jo gør med levende væsener. Som konsekvens heraf må det bare betyde at entropien vil vokse endnu mere ude i universet. Termodynamikkens 2. lov kan altså stadig forenes med dannelsen og opretholdelsen af livet, selvom den i det relative korte tidsrum er i modstrid med opretholdelsen af livet.

Narresut,

Både ID og NV hænger fast i narresutten.
TD' 2-lov er ugyldig.

Seneste fra Verden på formler

Annonceinfo

Det læser andre lige nu

Annonceinfo

Annonceinfo

Abonner på vores nyhedsbrev

Når du tilmelder dig, deltager du i konkurrencen om lækre præmier.

Mest sete video

Annonceinfo

Seneste kommentarer

Seneste blogindlæg