第二代热力学定律包括热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述。
1. 克劳修斯表述:热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。这一定律揭示了宏观热现象中“总熵”或“总能量”增加的自然规律。
2. 开尔文表述:不可能从单一热源吸取热量,并将这热量完全变为功,而不产生其他影响。这一定律进一步加深了“熵增加原理”的内涵,把“熵”这一热力学概念从物理量扩展到化学、生态、经济等领域,成为判断自然过程能否发生的标志。
此外,第二代热力学定律还包括麦克斯韦表述,即不可能从单一热源吸收热量,使之完全变为有用功。这是开尔文表述的另一种表达方式,也是对第二代热力学定律的一种常见表述。
假设有一个封闭的系统,其中有一个热源和一个冷凝器。热源持续地向系统提供热量,而冷凝器则将热量从系统中过滤掉。在这个过程中,第二代热力学定律被应用。
定律表述:在一个封闭系统中,能量不能被完全无损地转换或传递。换句话说,总有一些能量会以某种形式损失或浪费掉。
因此,过滤掉热量的过程符合第二代热力学定律,因为它展示了能量的转换和传递过程中总有一些能量会以热量的形式损失或浪费。