Лекція 15 Второе начало термодинамики

Первое начало термодинамики, которое является обобщением закона сохранения энергии с учётом тепловых процессов, не указывает на направленность протекания различных процессов в природе. Так, первое начало термодинамики не запрещает процесс передачи теплоты от холодного тела к горячему, хотя, как было указано в § 9.6, такой процесс реально не наблюдается. Второе начало термодинамики устраняет этот недостаток. Оно имеет несколько эквивалентных формулировок. Приведём две из них.

1. Невозможно построить циклически действующую тепловую машину, которая выполняла бы работу лишь за счёт охлаждения какого-либо тела. Такая машина по своим практическим действиям была бы эквивалентна вечному двигателю (его создание не запрещено первым началом термодинамики). Однако все попытки создания такой машины (называемой вечным двигателем второго рода) оказались тщетными.

2. Невозможен процесс, единственным результатом которого была бы передача теплоты от холодного тела к горячему.

В холодильной машине теплота передаётся от более холодного тела (морозильной камеры) в более нагретую окружающую среду. Казалось бы, что это противоречит второму началу термодинамики. На самом деле противоречия нет, поскольку передача теплоты от холодного тела к более нагретому не является единственным результатом работы холодильника – одновременно с переносом теплоты за счёт внешнего источника энергии совершается работа по сжатию рабочего тела. Самопроизвольно же процесс передачи теплоты от холодного тела к горячему не происходит.