Термодинамиканың екінші бастамасы

Термодинамиканың бірінші бастамасы энергияның сақ талу жә не айналу заң ын қ олдана отырып, термодинамикалық процестердің ө ту бағ ытын анық тай алмайды. Термодинамиканың екінші бастамасы термодинамикалық процестердің ө ту бағ ытын анық тайды жә не қ андай процестер табиғ атта болады, қ андай процестердің болуы мү мкін еместігін кө рсетеді.

Екінші бастаманы тү сіну ү шін жылу двигательдерінің жұ мысын қ арастырайық (2-сурет). Толық бір цикл ішінде температурасы (T₁) жоғ ары қ ыздырғ ыштан Q₁ жылу алынса, осы цикл ішінде температурасы тө мен (T₂) тоң азытқ ышқ а Q₂ жылу беріледі де, соның салдарынан жұ мыс істеледі:

(6)

Жылу двигателінің термиялық пайдалы ә сер коэффициенті =1 болуы ү шін, Q₂=0 шарты орындалуы керек, яғ ни жылу двигателінің бір ғ ана жылу кө зі болуы қ ажет, ал бұ л мү мкін емес. Шынында да француз инженері С. Карноның зерттеуі бойынша жылу двигателі қ алыпты жұ мыс істеуі ү шін температурасы ә р тү рлі екі жылу кө зі қ ажет. Термодинамиканың 2-ші бастамасының мә ні бір ғ ана жылу кө зі арқ ылы жұ мыс істейтін жылу двигателін жасауғ а болмайтындығ ын, яғ ни мә ң гілік двигателін жасауғ а болмайтындығ ын, яғ ни мә ң гілік двигательдің екінші тү рі болмайтындығ ын тү сіндіру.

Екінші бастаманың Кельвин бойынша тұ жырымдалуы:

1) жалғ ыз-ақ нә тижесі бір денеден нақ ты жылу мө лшерін алып, ол жылуды толығ ынан жұ мысқ а айналдыру болып келетін процестерді жү зеге асыру мү мкін емес.

2) Мә ң гілік двигательдің екінші тү рін жасау мү мкін емес

Жылу двигателінің жұ мысына керісінше процесс тоң азытқ ыш машинада қ олданылады (2-сурет). Жү йе тө менгі температурада (T₂) толық бір цикл ішінде (Q₂) жылу алса, жоғ ары температурада (T₁) ө зі (Q₁) жылу береді. Дө ң гелек процесс ү шін жазылғ ан термодинамиканың бірінші заң ы бойынша Q=A, бірақ Q=Q₂-Q₁< 0 шарты бойынша А< 0 жә не Q₂-Q₁=-A немесе Q₁₌Q₂+A, яғ ни жоғ ары (T₁) температурада жү йенің жылу кө зіне берген жылуы (Q₁) жү йенің тө менгі (T₂) температурада жылу кө зінен алғ ан жылуынан (Q₂) істелген жұ мыс (A) шамасына артық. Олай болса жұ мыс істемей температурасы тө мен денеден жылуды алып, температурасы жоғ ары денеге ол жылуды беруге болмайды. Осы қ орытындының негізінде Р. Клаузиус термодинамиканың екінші бастамасын былай тұ жырымдады:

Жалғ ыз-ақ нә тижесі жылудың салқ ын денеден ыстық денеге ауысуы болып келетін процестерді жү зеге асыру мү мкін емес.