06 热力学基础(16)

大学物理

世界所有工厂一千多年之用。但是由热力学第二定律知，第二类永动机是一种幻想。因此开尔文表述可等价说成“第二类永动机是不可能制造出来的。”

3）开氏说法并不是说热量不能完全变成功，只是说在不引起其它变化的情况下，热量不能完全变成有用功。如：气缸中理想气体等温膨胀时，气体从热源吸热，热量全部用来对外界作功，但此时气体的体积增加了，气体不能回到原状态，这就是其它变化。

克劳修斯表述（克氏表述）：热量不能自动地从低温物体传到高温物体。 注意：克氏说法并不是说热量不能从低温物体传到高温物体，而是不能自动地传到

高温物体。如：致冷机，在外界对系统做功的情况下，低温物体才能向高温物体传热，但是这种热传导不是自动的，是在外界做功条件下进行的。

三、两种表述的等效性

实际上，热力学第二定律的两种表述是完全等效的。证明如下： 证明方式：（1）违背克氏说法的，也就违背了开氏说法。 （2）违背开氏说法的，也就违背了克氏说法。

证：（1）设克氏说法不成立，即允许有一种循环Ⅰ，产生的唯一效果使从低温热源自动向高温热源传递热量Q2。在此二热源之间又有一个热机Ⅱ，每一次循环它从高温热源吸热Q1，向低温热源放热Q2，

对外作功A Q1 Q2。

把Ⅰ、Ⅱ看成复合机，一次循环后，有： 低温热源净放热为零； 高温热源净放热Q1 Q2； 复合机对外作功A Q1 Q2。

结论：复合机循环一次从单一热源吸热完全

变为有用功，而没产生其它影响，显 然这违背了开氏说法。

（2）设开氏说法不成立，即允许有一热机Ⅰ，循环一次只从单一热源T1吸热，并完全变为功W而不产生其它影响。在热源T1（高温热源）和T2（低温热源）之间有一卡诺致冷机，它接受Ⅰ对外作功W使

从低温热源吸热Q2，向高温热源放热Q1，把Ⅰ、 Ⅱ看成联合机，完成一次循环有： 低温热源放热Q2； 高温热源净吸热Q1； 联合机组无任务变化。