Физика. Молекулярная физика. Термодинамика

136 7.2. Второй закон термодинамики. Коэффициент полезного действия общего цикла Карно Второй закон термодинамики является эмпирическим, поэтому его можно сформулировать различными способами, которые, конеч- но, эквивалентны. Приведём эти формулировки. а) Принцип Клаузиуса. Процесс, при котором не происходит никаких изменений, кроме передачи тепла от горячего тела к холод- ному, является необратимым, иначе говоря, теплота не может спон- танно перейти от более холодного тела к более горячему без каких- либо других изменений в системе. б) Принцип Томсона (Кельвина). Процесс, при котором работа переходит в тепло без каких-либо других изменений состояния систе- мы, является необратимым; иначе говоря, невозможно преобразовать в работу всё количество тепла, взятое от тела с однородной темпера- турой, не производя никаких других изменений состояния системы. в) Принцип невозможности создания вечного двигателя второго рода. Невозможно создать циклически работающую ма- шину, которая производила бы работу за счёт поглощения тепла от одного теплового резервуара, не совершая при этом никаких других изменений состояния системы (вечный двигатель второго рода). г) Принцип Каратеодори. Вблизи любого термически равно- весного состояния термически однородной системы существует дру- гое состояние, которое как угодно мало отличается от первого, но Пусть при одном изотермическом процессе система получает от резервуара R 1 ( T 1 ) количество тепла Q 1 , а при втором – количество тепла Q 2 от резервуара R 2 ( T 2 ); тогда можно записать 1 2 1 2 0. Q Q T T   (7.1) Так как для доказательства этого соотношения достаточно урав- нение состояния идеального газа и первого закона термодинамики, то при изучении второго закона термодинамики его можно рассмат- ривать как известную лемму.