|
Termodynamikk
er studiet av varme (termisk energi).
Det
var James Joule (1818-1889) som åpnet for forståelsen av
at energi verken kan oppstå eller forsvinne, men kun kan omvandles fra en energiform
til en annen. Denne
grunnleggende lov om energiens bevarelse kalles også termodynamikkens
første hovedsetning.
Jordens ressurser av kull, olje, gass eller uran kan forbrukes,
men den energi som er lagret i disse energibærere, kan kun frigjøres
og omformes, ikke forsvinne. Når vi nyttiggjør energi,
omdanner vi den fra en form til en annen. Ved å omdanne energi
til andre former, blir vi i stand til å utføre et arbeid. På
den måten kan vi for eksempel få produsert elektrisitet.
Enhver
form for energi kan i sin helhet omdannes til varme, men når
varmeenergi omdannes til andre energiformer, kan den aldri bli
fullstendig omdannet. Noe av den vil alltid bestå som varme.
Dette er hovedinnholdet i termodynamikkens andre hovedsetning.
Når energi benyttes til å utføre et arbeid, «degraderes»
den. Fysikerne sier at entropien øker. Termodynamikkens 2.
hovedsetning - loven om stadig økende entropi - slår fast, at
all energi som omformes, til slutt ender opp i naturen som varme
i finfordelt og uordnet form. Loven fastslår også, at
varmeenergi kun kan spre seg av seg selv fra et varmere til et kaldere
sted og ikke omvendt. Alle temperaturforskjeller tilstreber en utjevning,
ved at varme strømmer fra et område med høy temperatur til et
område med lavere temperatur. Når all energi er blitt
forvandlet til finfordelt varmeenergi, og alle temperaturforskjeller
er utjevnet, er entropien blitt maksimal. Da kan energien ikke lenger
nyttiggjøres til for eksempel å drive en maskin. Entropien gir
altså et mål på hvor stor mulighet vi har til å utnytte en
bestemt energimengde. Lav entropi betyr høy arbeidsevne, mens høy
entropi betyr lav arbeidsevne.
Grunnen
til at vi ikke for lengst har oppnådd en fullstendig utjevning
av alle temperaturer i biosfæren, skyldes at
jorden mottar en
stadig energistrøm fra solen. Denne konstante energistrømmen
driver blant annet havstrømmer
, vannets kretsløp og
gir grunnlag for fotosyntesen.
|
