Второй закон термодинамики

Все процессы, происходящие в природе, протекают самопроизвольно, в определённом направлении и в ряде случаев могут сопровождаться производством работы против внешних сил.

Различные виды энергии характеризуются фактором интенсивности, определяющим потенциал данного вида энергии (давление газа, температура, поверхностное натяжение и т. п.), и фактором ёмкости (количества вещества, электричества и т. п.). Самопроизвольные процессы идут в сторону выравнивания факторов интенсивности во всех частях системы. Энтропия является общим критерием, приложимым как к неоднородным, так и к однородным системам.

При допущении идеальных условий перехода теплоты в работу можно математически показать, что коэффициент полезного действия воображаемой тепловой машины определяется соотношением.

.

где — работа, произведённая за счёт поглощенной теплоты; - теплота, сообщённая нагревателем; - теплота, переданная холодильнику; и — соответственно — температура теплоотдатчика и холодильника.

Это уравнение является одним из математических выражений второго закона термодинамики.

Запасы теплоты могут быть использованы и превращены в работу только при наличии холодильника; ограничение этого процесса является разность температур. Отсюда следует, что наряду с вечным двигателем первого рода невозможно создать и вечный двигатель второго рода, который бы совершал работу за счёт теплоты от тел с меньшей температурой, т. е. без всяких ограничений [2].