Второй закон термодинамики

Основные положения второго закона термодинамики

Первый закон термодинамики, являясь частным случаем всеоб­щего закона сохранения и превращения энергии, утверждает, что теп­лота может превращаться в работу, а работа в теплоту, не устанавли­вая условий, при которых возможны эти превращения.

Он совершенно не рассматривает вопроса о направлений теплового процесса, а не зная этого направления, нельзя предсказать его харак­тер и результаты.

 Повседневные наблюдения и опыты показывают, что теплота сама со­бой может переходить только от нагретых тел к более холодным. Пе­редача теплоты от нагретого тела к среде будет происходить до полного температурного равновесия с окружающей средой. Только за счет за­траты работы можно изменить направление движения теплоты.

 Превращение теплоты в работу происходит только при нали­чии разности температур между источником теплоты и теплоприемником. При этом вся теплота не может быть превращена в работу.

К таким выводам пришёл в 1824 г. Сади Карно, французский инженер и ученый.

Закон, позволяющий указать направление теплового потока и устанавливающий максимально возможный предел превращения теплоты в работу в тепловых ма­шинах, представляет собой второй закон термодинамики, полученный из опыта. В 50-х годах XIX века Клаузиусом была дана наиболее общая и современная формулировка второго закона термодинамики в виде следующего постулата: «Теплота не может переходить от холодного тела к более нагретому сама собой даровым процессом (без компенсации)».

Следовательно, для получения работы необходимо иметь источник
теплоты с высокой температурой, или теплоотдатчик, и источник
теплоты с «низкой температурой, или теплоприемник. Кроме того,
постулат Томсона показывает, что построить вечный двигатель, который бы создавал работу за счет использования только одной внутренней энергии морей, океанов, воздуха не представляется возможным.
Это положение можно формулировать как второй закон термодинамики: «Осуществление вечного двигателя второго рода невозможно» (Оствальд).

Под вечным двигателем второго рода подразумевается такой двига­тель, который способен целиком превращать в работу всю теплоту, полученную только от одного источника.