Второе начало термодинамики направления течения процессов

 

Второе начало термодинамики

Первое начало термодинамики устанавливает количественное соотношение между количеством теплоты, работой и изменением внутренней энергии тела, но оно не определяет направления течения процессов.

С точки зрения первого начала термодинамики, одинаково возможен переход энергии в форме теплоты как от более нагретого к менее нагретому телу, так и наоборот.

 

Второй закон термодинамики определяет направление процессов, происходящих в природе и связанных с превращением энергии.

 

Превращение теплоты в работу возможно только при наличии нагревателя и холодильника; во всех тепловых машинах полезно используется только часть энергии, передаваемая от нагревателя к холодильнику.

Иначе говоря, ни один тепловой двигатель не может дать КПД, равный единице. Существует несколько формулировок второго закона.

Коэффициент полезного действия идеальной тепловой машины определяется только температурой теплоотдатчнка и теплоприем-ника. (С. Карно)
В природе невозможен процесс, единственным результатом которого был бы переход теплоты полиостью в работу. (М. Планк)
Теплота не может сама собой переходить от тела с более низкой температурой к телу с более высокой темиературой. (Р. Клаузиус)
Второй закон отрицает возможность использования запасов внутренней энергии какого-либо источника без перевода ее на более низкий температурный уровень, т. е. без холодильника. Например, практически неограниченный запас внутренней энергии океанов не может быть полностью использован. Использование теплоты океана, как только температура его станет ниже температуры окружающей среды, привело бы к процессу, в котором должен был бы осуществиться переход теплоты от более холодного к более горячему телу, а такой процесс самопроизвольно протекать не может. Таким образом, второе начало термодинамики утверждает невозможность построения вечного двигателя второго рода, т. е. двигателя, работающего за счет охлаждения какого-либо одного тела.