Chương 2 QUAN HỆ GIỮA KINH TẾ VÀ MƠI TRƯỜNG
2.2.1. Các định luật nhiệt động học
2.2.1.1. Định luật 0
Định luật 0, hay nguyên lý cân bằng nhiệt động nĩi về cân bằng nhiệt động. Hai hệ nhiệt động đang nằm trong cân bằng nhiệt động với nhau khi chúng tiếp xúc với nhau nhưng khơng cĩ trao đổi năng lượng. Định luật phát biểu như sau: "Nếu hai hệ cĩ cân bằng nhiệt động với cùng một hệ thứ ba thì chúng cũng cân bằng nhiệt động với nhau".
Định luật 0 được phát biểu sau 3 định luật cịn lại nhưng ảnh hưởng của nĩ lại rất quan trọng nên được đánh số 0. Cân bằng nhiệt động bao hàm cả cân bằng nhiệt, cân bằng cơ học và cân bằng hố học.
2.2.1.2. Định luật 1
Định luật 1, hay nguyên lý thứ nhất, chính là định luật bảo tồn năng lượng, khẳng định rằng năng lượng luơn được bảo tồn. Nĩi cách khác, tổng năng lượng của một hệ kín là khơng đổi. Các quá trình xảy ra trong hệ chính là sự chuyển năng lượng từ dạng này sang dạng khác. Như vậy, năng lượng khơng thể sinh ra từ hư khơng, nĩ luơn biến đổi trong tự nhiên. Trong tồn vũ trụ, tổng năng lượng khơng đổi, nĩ chỉ cĩ thể chuyển từ hệ này sang hệ khác. Con người khơng thể "tạo ra" năng lượng, mà chỉ "chuyển dạng" năng lượng mà thơi.
Nĩi cách khác, nhiệt năng truyền vào một hệ bằng với thay đổi nội năng của hệ cộng với cơng năng mà hệ sinh ra cho mơi trường.
Định luật 1 của nhiệt động học cũng là một nguyên lý tổng quát cho tất cả các lý thuyết vật lý (cơ học, điện từ học, hĩa học, vật lý hạt nhân...). Tiên đề Noether cho rằng sự bảo tồn năng lượng cĩ liên quan chặt chẽ tới độ đồng dạng về cấu trúc của khơng gian - thời gian.
2.2.1.3. Định luật 2
Định luật 2, hay nguyên lý thứ hai, cịn gọi là nguyên lý về entropy, liên quan đến tính khơng thể đảo ngược của một quá trình nhiệt động lực học và đề ra khái niệm entropy. Theo nguyên lý thứ 2, entropy của một hệ kín chỉ cĩ hai khả năng, hoặc là tăng lên, hoặc giữ nguyên. Điều này cĩ nghĩa là, đối với bất kỳ trường hợp nào, việc chuyển đổi từ trạng thái bất ổn định này sang trạng thái bất ổn định khác khơng thể xảy ra nếu khơng cĩ sự can thiệp của các yếu tố bên ngồi.
Nĩi cách khác, một hệ lớn và khơng trao đổi năng lượng với mơi trường sẽ cĩ entropy luơn tăng hoặc khơng đổi theo thời gian.
Vì entropy là mức độ hỗn loạn của hệ, định luật này nĩi rằng vũ trụ sẽ ngày càng "hỗn loạn" hơn. Cơ học thống kê đã chứng minh rằng định luật này là một định lý, đúng cho hệ lớn và trong thời gian dài. Đối với hệ nhỏ và thời gian ngắn, cĩ thể cĩ thay đổi ngẫu nhiên khơng tuân thủ định luật này. Nĩi cách khác, khơng như định luật 1, các định luật vật lý chi phối thế giới vi mơ chỉ tuân theo định luật 2 một cách gián tiếp và cĩ tính thống kê. Ngược lại, định luật 2 khá độc lập so với các tính chất của các định luật đĩ, bởi lẽ nĩ chỉ thể hiện khi người ta trình bày các định luật đĩ một cách giản lược hĩa và ở quy mơ nhỏ.
2.2.1.4. Định luật 3
Nguyên lý thứ ba, hay nguyên lý Nernst, cịn gọi là nguyên lý về độ khơng tuyệt đối, đã từng được bàn cãi nhiều nhất, gắn liền với sự tụt xuống một trạng thái lượng tử cơ bản khi nhiệt độ của một hệ tiến đến giới hạn của độ khơng tuyệt đối. Định luật này được phát biểu như sau “Trạng thái của mọi hệ khơng thay đổi tại nhiệt độ khơng tuyệt đối (0°K)”.