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熱力学
熱力学は、熱・エネルギー・および系間のその変換と流れを支配する根本法則を研究する物理学と化学の分野である。
概要
四つの法則は、温度平衡の定義・エネルギー保存・孤立系においてエントロピーは決して減少しないこと・エントロピーの絶対零点の規定を行い、エンジンがなぜ動くか・氷がなぜ溶けるか・時間がなぜ一方向性を持つかを説明する。これらの法則は物理学と化学の基礎を結びつけ、化学平衡・反応の自発性・工業プロセスのエネルギー効率に対する理論的基盤を与えた。
なぜ重要か
熱力学はほぼあらゆる応用科学に不可欠であり、熱機関・冷凍機・発電所の工学設計を可能にする。カルノー効率の限界は工学的に達成できる性能に絶対的な上限を設ける。生物学においては細胞代謝を支配しており、あらゆる生命プロセスは熱力学法則に従わなければならず、生命は継続的なエネルギー入力によって維持される非平衡系として存在する。