Термодинамическая температура

Теоремы Карно позволяют создать термодинамическую шкалу температур. В идеальной тепловой машине, отношение теплоты полученной рабочим телом от нагревателя к теплоте, полученной холодильником от рабочего тела, равно отношению температур нагревателя и холодильника: Q₂/Q₁ = T₂/T₁. (14.12.)

Через отношение количеств теплот можно найти отношение температур нагревателя и холодильника и построить абсолютную термодинамическую шкалу температур. Эта температура не может быть отрицательной и согласно второму началу термодинамики нельзя охладить тело ниже абсолютного нуля температур.

14.6. ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ.

Сущность второго начала термодинамики в невозможности получения работы за счет энергии тел, находящихся в термодинамическом равновесии. Окружающая нас среда обладает значительными запасами тепловой энергии. Двигатель, работающий только за счет энергии находящихся в тепловом равновесии тел, был бы для практики вечным двигателем. Второе начало термодинамики исключает возможность создания такого вечного двигателя. Необратимость тепловых процессов имеет вероятностный характер. Самопроизвольный переход тела из равновесного состояния в неравновесное невозможен. В конечном результате необратимость тепловых процессов обусловливается колоссальностью числа молекул, из которых состоит тело. Молекулы газа стремятся к наиболее вероятному состоянию, т. е. состоянию с беспорядочным распределением молекул. Любое отклонение от такого беспорядка, хаоса, т. е. от равномерного и беспорядочного перемешивания молекул по местам и скоростям, связана с уменьшением вероятности, или представляет собой менее вероятное событие. Напротив, явления, связанные с созданием хаоса из порядка, увеличивают вероятность состояния. Только при внешнем воздействии возможно рождение порядка из хаоса, при котором порядок вытесняет хаос. Развивая идеи Карно, английский физик Томсон сформулировал второе начало термодинамики: "В природе невозможен процесс, единственным результатом которого была бы механическая работа, полученная за счет охлаждения теплового резервуара". Второй закон устанавливает направление течения и характер процессов, происходящих в природе. Согласно Клаузиусу, давшему одну из первых формулировок второго закона: "теплота не может сама собой переходить от менее нагретого тела к более нагретому". Физический смысл второго закона наиболее ясно раскрывается в формулировке Планка:" Невозможен такой периодический процесс, единственным результатом которого было бы превращение тепла в работу"