Page 75 - 6375

роботи за рахунок охолодження теплового резервуару» або «неможливий круговий процес,

єдиним результатом якого було б виконання роботи за рахунок зменшення внутрішньої
енергії теплового резервуару».

Клаузіус 1850 р. дав інше формулювання основного постулату: «теплота не може

самовільно переходити від тіла менш нагрітого до тіла більш нагрітого». Під теплотою тут
необхідно розуміти внутрішню енергію тіла. Зміст постулату Клаузіуса полягає в тому, що

неможливо яким не будь способом забрати теплоту від тіла менш нагрітого, повністю

передати її тілу більш нагрітому і при цьому так, щоб в природі більше не відбулося ніяких
змін. Але постулат Клаузіуса не стверджує, що передача тепла від тіла менш нагрітого до

тіла більш нагрітого зовсім неможлива. Вона неможлива при умові, що в усіх решту тілах
ніяких змін не повинно відбутися.

Якщо допустити інші процеси, то передача теплоти від тіла менш нагрітого до тіла
більш нагрітого стає можливою. Такі процеси називаються компенсуючими процесами або

компенсаціями. Так, в холодильних машинах теплота береться від менш нагрітого тіла,

передається більш нагрітому тілу. Це не суперечить постулату Клаузіуса, оскільки такий
перехід відбувається тут не самовільно, а супроводжується роботою електродвигуна.

Електричний холодильник перестає працювати, якщо вимкнути струм. Проста теплова
машина може працювати як холодильна машина. Для цього розширення робочої речовини

слід робити по кривій 1б2, а стиск – по кривій 2а1, що лежить вище. Здійснюючи

розширення 1б2, можна буде брати від холодильника теплоту ; при стиску по кривій 2а1
2
вона передає нагрівнику теплоту > . При цьому над машиною буде виконана додатна
2
1
′
робота = − . Виконання цієї роботи і є компенсуючим процесом.
1
2
Виходячи з теореми Карно, перейдемо від якісного до найпростішого кількісного
формулювання другого закону термодинаміки. Згідно з теоремою Карно

 ≤ , (5)
0

де  – ККД теплової машини з довільним робочим тілом, яка працює за оборотним циклом
Карно у випадку рівності (5) і за необоротним – у випадку нерівності (5), а – ККД
0
оборотного циклу Карно з ідеальним газом. Підстановка значень

− − 2
2
1
1
= та =
0
1 1

в (5) дає