34. Второе начало термодинамики (формулировки) и его смысл.
Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами.
Существуют несколько эквивалентных формулировок второго начала термодинамики:
1)по Кельвину: невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является превращение теплоты, полученной от нагревателя, в эквивалентную ей работу; 2) по Клаузиусу: невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является передача теплоты от менее нагретого тела к более нагретому.
/*
Эквивалентность
этих формулировок легко показать. В
самом деле, допустим, что постулат
Клаузиуса неверен, то есть существует
процесс, единственным результатом
которого была бы передача тепла от более
холодного тела к более горячему. Тогда
возьмем два тела с различной температурой
(нагреватель и холодильник) и проведем
несколько циклов тепловой
машины, забрав тепло 
у
нагревателя, отдав 
холодильнику
и совершив при этом работу 
.
После этого воспользуемся процессом
Клаузиуса и вернем тепло
от
холодильника нагревателю. В результате
получается, что мы совершили работу
только за счет отъёма теплоты от
нагревателя, то есть постулат Томсона
тоже неверен.
С другой стороны, предположим, что неверен постулат Томсона. Тогда можно отнять часть тепла у более холодного тела и превратить в механическую работу. Эту работу можно превратить в тепло, например, с помощью трения, нагрев более горячее тело. Значит, из неверности постулата Томсона следует неверность постулата Клаузиуса.
Таким образом, постулаты Клаузиуса и Томсона эквивалентны. */
Другая формулировка второго начала термодинамики основывается на понятии энтропии:
Второе начало термодинамики можно сформулировать как закон возрастания энтропии замкнутой системы при необратимых процессах: любой необратимый процесс в замкнутой системе происходит так, что энтропия системы при этом возрастает.
/* Здесь существенно, что речь идет о замкнутых системах, так как в незамкнутых системах энтропия может вести себя любым образом (убывать, возрастать, оставаться постоянной). Кроме того, отметим еще раз, что энтропия остается постоянной в замкнутой системе только при обратимых процессах. При необратимых процессах в замкнутой системе энтропия всегда возрастает. */
, где k – постоянная
Больцмана, W – термодинамическая
вероятность, реализующая состояние
системы. Формула Больцмана, которая
определяет количественную связь между
энтропией S и термодинамической
вероятностью W.
// записи из тетради
Учитывая то, что в системе возможно локальное понижение энтропии с опорой на молекулярно-статистические представления, формулировка второго начала термодинамически принимает утонченный вид.
В замкнутой и изолированной системе наиболее вероятны и возможен процесс, сопровождающийся возрастанием энтропии.
Флуктуации (отклонения)
Физический смысл второго начала термодинамики:
1. теплота самопроизвольно может переходить только от горячего тела к холодному и невозможен процесс единственным результатом которого является передача тепла от холодного тела к горячему. возможность такого процесса позволила бы создать вечный двигатель второго рода. 2. в любой системе степень беспорядка не уменьшается, в замкнутых она остается постоянной, в открытых только возрастает.