Конкурсы/Энциклопедия юных 2022/Естественно-технические конкурсные статьи/Второе начало термодинамики

Второе начало термодинамики, или второй закон термодинамики, — один из двух основных законов термодинамики, определяющий условия, при которых возможны превращении одного вида энергии в другие (определяет возможные направления процессов), и тем самым выражает необратимость процессов в природе. Наиболее типичными необратимыми процессами являются переход теплоты от горячего тела к холодному и переход механической энергии во внутреннюю.

Формулировки

Согласно второму началу термодинамики в изолированной системе, то есть в системе, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией, энтропия $S$ не может убывать:

$\Delta S>=0,$

или в дифференциальной форме:

$dS>=0.$

Немецкому учёному Рудольфу Клазиусу принадлежит следующая формулировка закона: невозможны такие процессы, единственным конечным результатом которых был бы переход от тела менее нагретого к телу более нагретому.

Английский физик лорд Кельвин сформулировал второй закон термодинамики следующим образом: невозможны такие процессы, единственным конечным результатом которых явилось бы отнятие от некоторого тела определённого количества теплоты и превращения этой теплоты полностью в работу.

При использовании процессов, запрещённых вторым законом термодинамики, можно было бы создать двигатель, совершающий работу за счёт теплоты, получаемой от неисчерпаемого источника энергии — такой двигатель был бы равнозначен вечному двигателю. Поэтому второе начало термодинамики иногда формулируется следующим образом: невозможен вечный двигатель (перпетуум мобиле) второго рода, то есть такой периодически действующий двигатель, который получал бы теплоту от одного резервуара и превращал бы её полностью в работу.

См. также

• Первое начало термодинамики

Литература

• Савельев И. В. Курс общей физики. В 5 тт. — СПб.: Издательство «Лань», 2021. — Т. 3. Молекулярная физика и термодинамика: Учебное пособие. 5-е изд., испр. — С. 103—109. — 224 с. — (Учебники для вузов. Специальная литература). — ISBN 978-5-8114-1209-9
• Мякишев Г. Я. Физика. Молекулярная физика. Термодинамика. 10 кл. Профильный уровень: учеб. для общеобразовательных учреждений / Г. Я. Мякишев, А. З. Синяков. — 12-е изд., стереотип.. — М.: Дрофа, 2010. — С. 164—167. — 349 с. — ISBN 978-5-358-08873-3