Постулати Клаузиуса і Кельвіна

Незворотність процесів теплопередачі від гарячого тіла до холодного і перетворення механічної енергії у внутрішню була постульовано в другому законі термодинаміки. Дві еквівалентні формулювання другого закону термодинаміки належать Клаузиусу і Том-сону (лорду Кельвіном).

Постулат Клаузіуса. Неможливий процес, єдиним результатом якого є передача тепла від менш нагрітого тіла до більш нагрітого.

Процес, при якому тепло передається від менш нагрітого тіла до більш нагрітого, відбувається в холодильних машинах. Але ця передача тепла не є єдиним результатом даного процесу. Відбуваються зміни і в інших тілах – наприклад, працює зовнішнє джерело енергії. Постулат Клаузіуса стверджує неможливість мимовільної теплопередачі від холодного тіла до гарячого.

Постулат Кельвіна. Неможливий циклічний процес, єдиним результатом якого є отримання роботи за рахунок охолодження теплового резервуара. У тепловому двигуні робота A виходить за рахунок відведення тепла Q1 від теплового резервуара – нагрівача. Але отримання роботи не є єдиним результатом даного процесу. Ми вже відзначали, що для забезпечення циклічності роботи теплового двигуна якусь кількість теплоти Q2 має бути віддано іншому резервуару – холодильника. Тому відбуваються зміни і в інших тілах.

Фактично постулат Кельвіна забороняє існування теплового двигуна з ККД, рівним одиниці.

Гіпотетичний тепловий двигун, цілком перетворює в роботу надходить від нагрівача тепло, називається вічним двигуном другого роду. Він не суперечить закону збереження енергії. Якби такий двигун був винайдений, люди отримали б можливість без втрат перетворювати в роботу величезні запаси внутрішньої енергії морів і океанів. Але неможливість створити вічний двигун другого роду якраз і затверджується постулатом Кельвіна.

Посилання на основну публікацію