的热力学第二定律
的热力学第一定律断言能源在任何涉及系统与周围环境之间热和功交换的过程中都必须守恒。违反第一定律的机器叫做永恒的运动第一类机器,因为它可以无中生有地制造自己的能量,从而永远运转下去。这样的机器即使在理论上也是不可能的。然而,这种不可能并不妨碍建造这样一种机器,它可以从周围环境(土地、空气和海洋)中吸收几乎无限量的热量,并将其完全转化为功。尽管这样假设机器不会违背能量守恒定律,但发明者在制造这样一台被称为第二类永动机的机器上的彻底失败导致了热力学第二定律的发现。热力学第二定律可以精确地表述为以下两种形式,最初由苏格兰物理学家在19世纪提出威廉汤姆逊(开尔文勋爵)和德国物理学家鲁道夫·克劳修斯分别为:
循环变换的唯一最终结果是热量从一个给定温度的物体传递到一个更高温度的物体是不可能的。
这两种说法实际上是等价的,因为如果第一种说法是可能的,那么所得到的功就可以用来,例如,生成电然后可以通过一个电加热器安装在温度较高的体内。净效应将是热量从较低的温度流向较高的温度,从而违反第二定律的第二(克劳修斯)形式。相反,如果第二种形式是可能的,那么热转移到更高的温度,可以用来运行热机,将部分热量转化为功。最终的结果将是在恒定温度下热量转化为功——这违反了第二定律的第一(开尔文)形式。
下面讨论的中心是熵热源的概念是能够在固定温度下提供无限量的热量。这当然是一种理想化的情况,但对于像这样的大水体的温度大西洋如果少量的热量不会发生实质性的变化吗撤销开动热机关键的一点是热源被假定具有一个定义明确的温度,该温度不会因所考虑的过程而变化。