Второе начало термодинамики

Первое начало термодинамики устанавливает неизменность общего количества энергии в изолированной термодинамической системе и эквивалентность разных видов энергии при их превращениях в термодинамических процессах. Но оно не накладывает никаких ограничений на направление процессов, происходящих в термодинамических системах, не описывает условий, при которых возможно то или иное превращение энергии. Опыт показывает, что направления процессов не равновероятны. Условия, характеризующие возможное направление протекающих в термодинамических системах процессов, пределы возможного превращения теплоты в работу, определяются вторым началом термодинамики.

Существует несколько формулировок второго начала термодинамики. Остановимся на двух из них.

1. Невозможен процесс, единственным конечным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от холодного тела к горячему (формулировка Р.Клаузиуса).

2. Невозможен процесс, единственным результатом которого является отнятие от некоторого тела энергии в форме теплоты и превращение этой энергии в эквивалентную ей работу (формулировка В.Томсона).

Обе формулировки эквивалентны. Действительно, пусть существует процесс, с помощью которого можно было бы повысить температуру одного тела за счет охлаждения другого, при одинаковых начальных температурах обоих тел. Тогда, используя известные процессы, можно было бы превратить полученную разность температур в механическую энергию без каких-либо изменений в состоянии окружающей среды.

Таким образом, если бы могли происходить процессы, запрещенные вторым началом термодинамики, то за счет отбора энергии в форме теплоты, например от мирового океана, имелся бы практически неисчерпаемый источник механической энергии. Подобное устройство было бы равноценно вечному двигателю. Поэтому второе начало термодинамики иногда формулируют так: <<Невозможен вечный двигатель второго рода>>.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: