3.2　热力学第二定律的经典表述

从前面的讨论可知，一切自发过程（如理气真空膨胀、热由高温流向低温、自发化学反应）的方向，最终都可归结为功热转化的方向问题，这里举出克劳修斯和开尔文对热力学第二定律的两种典型表述。

克劳修斯（Clausius）表述：“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起任何其他变化”。

开尔文（Kelvin）表述：“不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生任何其他变化”。

或者说：不可能设计成这样一种机器，这种机器仅仅从单一热源吸取热量变为功，从而能循环不断地工作，而没有任何其他变化。这种机器有别于第一类永动机（不供给能量而可连续不断产生能量的机器），所以开尔文表述也可表达为：“第二类永动机是不可能造成的”。

事实上，克劳修斯的和开尔文的这两种表述是等同的，采用反证法可以证明其等同性。

证明：若克劳修斯的表述不成立，则开尔文的表述也不成立。

假定在T1、T2之间设计一热机R，它从高温热源（库）吸热Q2，使其对环境做功W，并对低温热源（库）放热Q1（图3-2）；这样，环境得功W，高温热源（库）无热量得失，低温热源（库）失热Q2-Q1=W，即总效果是：从单一热源（库）T1吸热（Q2-Q1）全部变为功（W）而不发生其他变化，即开尔文的表达不成立。

图3-2　热量由高温流向低温

同样，若开尔文的表述不成立，则克劳修斯的表述也不成立（试自证之）。即热力学第二定律的克劳修斯的表述与开尔文表述是等同的。