فصل : مکانیک : مهندسی ترمودینامیک : قانون دوم ترمودینامیک

محدودیت های قانون اول ترمودینامیک

اگر یک مخزن سیال که به خوبی عایق شده است توسط یک چرخ دستی چرخان هم زده شود، انرژی سیال افزایش می یابد. اگر همزن متوقف شود، انرژی سیال کاهش نمی یابد و باعث می شود که همزن در جهت مخالف بچرخد.

محدودیت های قانون اول ترمودینامیک

اگر یک مخزن سیال که به خوبی عایق شده است توسط یک چرخ دستی چرخان هم زده شود، انرژی سیال افزایش می یابد. اگر همزن متوقف شود، انرژی سیال کاهش نمی یابد و باعث می شود که همزن در جهت مخالف بچرخد. قانون اول ترمودینامیک امکان انجام این فرآیند در جهت مخالف را رد نمی کند. از این رو قانون اول ترمودینامیک به ما اجازه نمی دهد پیش بینی کنیم که آیا تبدیل انرژی پیشنهادی ممکن است یا خیر.

در تمام موتورهای احتراق داخلی مخلوط سوخت و هوا در دمای اتاق تامین می شود. این مخلوط در داخل موتور احتراق می کند و کار می دهد. گازهای خروجی از موتور همیشه در دمای بالاتری قرار دارند که نشان می دهد مقداری گرما به اتمسفر منتقل می شود. از این رو در تمام موتورهای آی سی تنها بخشی از گرما به کار تبدیل می شود. از تجربه ما می دانیم که اگر تلاشی برای تبدیل تمام گرما به کار انجام شود، تلاش ما بی نتیجه خواهد بود. این محدودیت در میزان تبدیل انرژی نیز در قانون اول ترمودینامیک مورد توجه قرار نگرفته است.

قانون اول ترمودینامیک به ما می گوید که انرژی را می توان از   شکلی به شکل دیگر تغییر داد اما در هیچ فرآیندی نه ایجاد می شود و نه از بین می رود. عبارت ریاضی که برای نشان دادن قانون اول  ترمودینامیک استفاده می شود DE = qw است، که در آن DE به تغییر انرژی داخلی  سیستم اشاره دارد زمانی که مقدار "w" کار توسط سیستم انجام می شود زمانی که  مقدار "q" را جذب می کند. گرما و مقدار "w" کار را انجام می دهد. با این حال، این قانون دارای  محدودیت‌های زیادی است که در زیر آورده شده است. 

1. قانون اول ترمودینامیک صرفاً نشان می دهد که در هر فرآیندی بین اشکال مختلف انرژی درگیر در  فرآیند تبدیل وجود دارد، اما هیچ اطلاعاتی در مورد امکان سنجی چنین تبدیلی ارائه نمی دهد.

2. قانون اول هیچ اطلاعاتی در مورد جهتی که یک  فرآیند طی می کند ارائه نمی کند، خواه یک فرآیند خود به خودی یا غیر خود به خودی باشد.

قانون دوم ترمودینامیک

کلوین پلانک : ساخت دستگاهی که به طور مداوم کار می کند، هیچ اثری جز انتقال گرما از یک مخزن حرارتی واحد و انجام کار مساوی نداشته باشد، غیرممکن است .

اصطلاح مخزن حرارتی به سیستم بسیار بزرگی در تعادل پایدار اطلاق می شود که هر مقدار گرما را می توان در دمای ثابت به آن یا از آن منتقل کرد.