ДРУГИЙ ПОЧАТОК ТЕРМОДИНАМІКИ, один з основних законів термодинаміки, що встановлює незворотність реальних термодинамічних процесів. Другий закон термодинаміки сформульовано як закон природи Н. Л. С. Карно в 1824, Р. Клаузиусом в 1850 і У. Томсоном (Кельвіном) в 1851 році в різних, але еквівалентних формулюваннях. Другий закон термодинаміки у формулюванні Клаузіуса стверджує, що процес, при якому не відбувається ніяких змін, крім передачі теплоти від гарячого тіла до холодного, незворотній, т. Е. Теплота не може мимоволі переходити від більш холодного тіла до більш гарячого (принцип Клаузіуса). Згідно з формулюванням Томсона, процес, при якому робота переходить в теплоту без будь-яких інших змін стану системи, є незворотнім, тобто неможливо повністю перетворити в роботу всю теплоту, взяту від тіла, не роблячи ніяких інших змін стану системи (принцип Томсона). Принцип Томсона еквівалентний твердженням про неможливість вічного двигуна 2-го роду. Другий закон термодинаміки можна сформулювати також у вигляді принципу Каратеодорі: поблизу будь-якого стану термодинамічної рівноваги і як завгодно близько до нього існує стан, в яке можна потрапити за допомогою адіабатичного процесу. З неможливості вічного двигуна 2-го роду слід Карно теорема. На підставі теореми Карно вдається побудувати шкалу абсолютної температури. Розглядаючи циклічний процес, при якому система отримує (δQ> 0) або віддає (δQ <0) малые количества теплоты δQ при абсолютной температуре Т, можно сформулировать второе начало термодинамики в виде неравенства Клаузиуса: ∫δQ/T≤0, где интеграл берётся по замкнутому циклу. Знак равенства (здесь и ниже) относится к обратимым (квазистатическим) процессам (равенство Клаузиуса). Из равенства Клаузиуса следует, что для обратимого процесса dS = δQ/Т есть полный дифференциал функции состояния S, называемой энтропией. Поэтому второе начало термодинамики можно сформулировать в виде неравенства в дифференциальной форме: dS≥SQ/Т, или в интегральной форме: SB -SA ≥∫ B A δQ/T (где SA и SB - энтропии начального и конечного состояний системы). Из этого неравенства следует, что для адиабатически изолированной системы (δQ = 0) при необратимых процессах энтропия возрастает (dS> 0), а при оборотних - залишається незмінною (dS = 0). Якщо врахувати перший початок термодинаміки, згідно з яким δQ = dU + pdV (U - внутрішня енергія, р - тиск, V - об'єм), то другий початок термодинаміки можна сформулювати у вигляді нерівності: TdS - dU - pdV ≥ 0.
Інші еквівалентні формулювання другого закону термодинаміки можна отримати за допомогою будь-якого термодинамічного потенціалу. Наприклад, для Гельмгольца енергії F = U-TS отримаємо: dF + SdT + pdV ≤ 0. При виборі в якості термодинамічного потенціалу Гіббса енергії G = U - TS + pV отримаємо: dG + SdT - Vdp ≤ 0.
У кінетичної теорії газів другий початок термодинаміки є наслідком Больцмана Н-теореми, так як Н-функція Больцмана, що виражається через функцію розподілу атомів, пропорційна ентропії ідеального газу. Тому зростання ентропії має не абсолютний, а імовірнісний характер. У статистичній фізиці з'ясовується фізичний зміст ентропії, пов'язаної з логарифмом термодинамічної ймовірності W співвідношенням Больцмана S = k lnW, де k - постійна Больцмана. Зростання ентропії означає перехід системи з менш ймовірного термодинамічної стану в більш ймовірне. У термодинаміки нерівноважних процесів другий початок термодинаміки виявляється наслідком позитивності виробництва ентропії (тобто швидкості її зростання), яке є позитивно певної квадратичної формою від термодинамічних сил, які характеризують відхилення системи від стану термодинамічної рівноваги. Таким чином, нерівноважна термодинаміка дає кількісну характеристику другого закону термодинаміки. У статистичній фізиці встановлюють межі застосовності другого закону термодинаміки, пов'язані з існуванням флуктуації ентропії. Висновок про «теплової смерті» Всесвіту, який іноді роблять на основі застосування до неї другого закону термодинаміки як до замкнутої термодинамічної системи, не є правомірним. Справа в тому, що в еволюції Всесвіту істотну роль грають тяжіння і розширення Всесвіту, які не бралися до уваги.
Літературу дивись при ст. Термодинаміка.