Термодинамикалық ықтималдық дегеніміз бөлшектерді орналастыру тәсілдерінің саны немесе берілген макро күйді жүзеге асыратын микро күйлердің саны

Егер газдың кеңеюіне мүмкіндік берілсе, оның молекулалары барлық мүмкін көлемді біркелкі алуға ұмтылатынын ескеріңіз, бұл процесте энтропия артады. Кері процесс - молекулалардың бөлменің жартысы сияқты көлемнің бір бөлігін ғана алуға деген ұмтылысы байқалмайды, бұл термодинамикалық ықтималдығы айтарлықтай төмен және энтропиясы аз күйге сәйкес келеді.

(10. 20)

мұндағы k - Больцман тұрақтысы.

Термодинамиканың бірінші бастауы, мәні бойынша, энергияның сақталу заңының бейнесі, процестердің мүмкін болатын бағытын көрсетпейді. Мәселен, термодинамиканың алғашқы бастауына сәйкес, жылу алмасу кезінде жылудың көп қызған денеден аз қызған денеге өздігінен ауысуы да, керісінше, аз қызған денеден қызған денеге ауысуы да мүмкін еді. Күнделікті тәжірибеден табиғаттағы екінші процестің шындыққа жанаспайтыны белгілі; мысалы, бөлмедегі ауаның салқындауына байланысты шәйнектегі су өздігінен қыза алмайды. Тағы бір мысал: тас жерге құлаған кезде оның қызуы пайда болады, бұл потенциалдық энергияның өзгеруіне тең, кері процесс тасты өздігінен көтеру тек оның салқындауына байланысты мүмкін емес. Термодинамиканың екінші бастауы, бірінші тәрізді, тәжірибе негіздерін жалпылау болып табылады. Термодинамиканың екінші заңының бірнеше тұжырымдары бар: жылу өздігінен төмен температуралы денеден жоғары температуралы денеге ауыса алмайды (Клаузиустың тұжырымдамасы) немесе екінші типтегі мәңгілік қозғалтқыш мүмкін емес (Томсонның тұжырымдамасы), яғни. мұндай мерзімді процесс мүмкін емес, оның жалғыз нәтижесі дененің салқындауына байланысты жылуды жұмысқа айналдыру болады.

Термодинамиканың екінші басталуын сандық түрде көрсетуге мүмкіндік беретін кейбір термодинамикалық ұғымдарды қарастырыңыз. 1-2 процесі қайтымды деп аталады, егер барлық аралық күйлер арқылы 2 -1 кері процесін жасауға болатын болса, жүйе қоршаған денелердегі бастапқы күйге оралғаннан кейін ешқандай өзгеріс болмайды. Қайтымды процесс физикалық абстракция болып табылады. Барлық нақты процестер, ең болмағанда, қоршаған денелерді қыздыратын үйкеліс күшінің болуына байланысты қайтымсыз. Қайтымсыз процестердің кейбір тән мысалдары: газдың босқа кеңеюі, диффузия, жылу алмасу және т.б. жүйені бастапқы күйіне қайтару үшін барлық осы жағдайларда сыртқы денелер жұмыс істеуі керек.

Процеске немесе қозғалысқа тәуелсіз физикалық сипаттама, әдетте, процестің соңғы және бастапқы күйлеріне немесе жүйенің позицияларына сәйкес келетін белгілі бір функцияның екі мәнінің айырмашылығы ретінде көрсетіледі. Мәселен, ауырлық күшінің траекториядан Тәуелсіздігі бұл жұмысты траекторияның соңғы нүктелеріндегі потенциалдық энергия айырмасы арқылы білдіруге мүмкіндік береді; электростатикалық өріс күштерінің заряд траекториясынан Тәуелсіздігі бұл жұмысты өріс нүктелерінің потенциалдар айырмашылығымен байланыстыруға мүмкіндік береді.