热力学第一定律指明了热功转换过程中的数量关系,实质上就是包含热量交换在内的能量守恒定律。但是满足热力学第一-定律的所有过程是否都能实现,就要依据热力学第二定律来判断。热力学第二定律指明了自然界中过程进行的方向和条件问题。
热力学第二定律是从热和功不同角度总结出来的规律,因而有不同的表述方式，主要有以下两种表述,这些表述的特别之处是使用了否定性的语气。
1.开尔文表述
不可能制成一种循环动作的热机,只从单-热源吸热,使之完全变换为有用的功,而其他物体不发生任何变化。
这里要注意“循环动作”几个字,如果不是循环过程,那么只从单一熬源吸热,使之完全转换为功是可以实现的,如气体的等温膨胀过程就是如此。开尔文表述指明了热功转换过程具有一定的方向性。
2.克劳修斯表述
热量不能自动地从低温物体传向高温物体。
这里注意“自动”两字,借助外界做功,热量可以从低温物体传向高温物体。如制冷机就是把热量从低温物体传向高温物体,不过它不是自动的。克劳修斯表述指明了热传导过程也具有方向性。
热力学第二定律的两种表述是等价的即两种表述中,若有一一个不成立,则另-一个也必然不能成立。
热力学第二定律揭示了自然界中一切与热现象有关的过程都是互相联系的,也指明了自然界中--切与热现象有关的过程都具有方向性,是不可逆的。
3.热力学第二定律的统计意义
对于大量分子组成的系统,由于分子不停地热运动和相互碰撞,系统的微观状态是瞬息变化着的。在给定的宏观条件下,系统存在大量的彼此不同的微观状态,而且即使在同-~状下，仍可以有许许多多的微观状态。下面以四个分子由A室向B室(真空)自由膨胀为例，说明同-宏观态下有许多不同的微观态。参看表2.1-2四个分子a.b.c.d的分布方式共有16种。从表中进--步还可以看出