Различные формулировки:
Томсон: «Невозможен такой круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счёт уменьшения внутренней энергии теплового резервуара».
Планк: «Невозможно построить периодически действующую машину, единственным результатом которой было бы поднятие груза за счёт охлаждения теплового резервуара».
Клаузиус: «Теплота не может самопроизвольно переходить от менее нагретого тела к более нагретому», т.е. невозможно каким бы то ни было способом забрать теплоту от тела менее нагретого, целиком передать его телу более нагретому и притом так, чтобы в природе больше не произошло никаких изменений» (процесс Клаузиуса).
Докажем их эквивалентность: Из невозможности процесса Томсона следует невозможность процесса Клаузиуса.
Для доказательства предположим обратное, т.е. что процесс Клаузиуса возможен. Взяв простейшую тепловую машину, произведём круговой процесс, в результате которого машина отнимет от нагревателя теплоту
, передаст холодильнику теплоту 
и совершит положительную работу 
. Затем с помощью процесса Клаузиуса теплоту вернём от холодильника нагревателю. Тогда получится круговой процесс, единственным результатом которого является производство работы 
за счёт эквивалентного её кол-ва теплоты 
, отнятого от нагревателя. Никаких других изменений в природе не произойдёт. Но это есть процесс Томсона, а он по предположению невозможен, следовательно, утверждение доказано.
Обратно, из невозможности процесса Клаузиуса вытекает невозможность процесса Томсона. Предположим обратное, т.е. что процесс Томсона возможен. Тогда, пользуясь процессом, отнимем от менее нагретого тела теплоту 
и за счёт этой теплоты произведём механическую работу, например, подняв груз. Затем используем энергию поднятого груза для нагревания, например, путём трения, более нагретого тела. В результате перейдёт от менее нагретого тела к более нагретому, и никаких изменений не произойдёт. Но это есть процесс Клаузиуса, а он невозможен.
|
|
Вторая теорема Карно: Коэффициент полезного действия любой тепловой машины, работающей по необратимому циклу, меньше коэффициента полезного действия машины с обратимым циклом Карно, при условии равенства температур их нагревателей и холодильников: |
.
– неравенство Клаузиуса.
Пусть замкнутая система переходит из1 в 2. Возвратим систему в состояние1(нарушив изолированность):
При 
, при 2
1:
,
или 
– выражение для 2-го начала ТД
Поможем написать любую работу на аналогичную тему