Второй закон термодинамики

Как и первый закон термодинамики, второй закон является обобщением данных опыта. Многолетняя человеческая практика привела к установлению определенных закономерностей превращения теплоты в работу и работы в теплоту. В результате анализа этих закономерностей появился ряд формулировок второго закона термодинамики, различных по форме, но одинаковых по сущности. Ограничимся следующими двумя:

- невозможны такие процессы, единственным конечным результатом которых был бы переход некоторого количества теплоты от менее нагретого тела более нагретому;

-невозможен процесс, единственным результатом которого является превращение всей теплоты, полученной от некоторого тела, в эквивалентную ей работу.

Как следует из сравнения понятий “работа” и “теплота” (§24), а также из второй формулировки закона, эти две формы передачи энергии не являются равноценными: в то время как работа может непосредственно пойти на увеличение энергии хаотического (теплового) движения частиц тела (например, при скольжении тела по шероховатой поверхности), теплота не может быть непосредственно обращена в работу без изменения термодинамического состояния окружающей среды (как в рассмотренном выше примере с холодильной машиной). Такая неравноправность превращения теплоты в работу по сравнению с превращением работы в теплоту приводит к необратимости естественных процессов: самопроизвольные процессы в замкнутой системе идут в направлении исчезновения потенциально возможной работы. Это подтверждается в частности, первой формулировкой закона.

Следовательно, в то время как первый закон термодинамики выражает количественную эквивалентность работы и теплоты, второй закон выражает их качественную неэквивалентность.

Для количественной характеристики степени необратимости процессов вводится понятие " энтропия ".