第一類永動機道理很簡單，因為違背了能量守恒定律，也就是違反了熱力學第一定律，對于一個穩定的系統輸入的能量總是等于輸出的能量，第一類永動機就是企圖設計出一個不斷輸出能量的系統，而這個系統不用供給能量，所以說這種永動機是不可能産生的。第二類永動機可能比較難理解，有些文章也說不清楚，下面我來具體分析一下卡諾循環熱機和第二類永動機不能實現的原因。
卡諾循環熱機的工作原理如圖1所示，從高溫熱源T1吸熱Q1，經過兩個等溫過程和兩個絕熱過程完成一個循環，向低溫熱源放熱Q2，對外做軸功Ws。也就是說卡諾循環熱機從高溫熱源吸熱Q1，對外做功Ws，剩下的熱量Q2放給低溫熱源。熱機不可能把從高溫吸收的熱量Q1全部對外做功，必須向低溫熱源放出部分熱量，才能使熱機回到初始狀态進行不斷工作。
第二類永動機企圖把從高溫熱源吸收的熱量Q1全部對外做功，Q1＝Ws，不需要向低溫熱源放熱，Q2＝0。第二類永動機的目的是不可能實現的，如果Q1全部對外做功，那麼低溫壓縮過程就不能進行，工作介質就不能回到初始狀态，熱機就不能連續對外做功。第二類永動機違反了熱力學第二定律。
圖1 卡諾循環熱機
我們把高溫熱源，低溫熱源，工質看成一個孤立體系，高溫熱源的熵變△SH＝Q1/T1為負，低溫熱源的熵變△SL＝Q2/T2為正，工質完成一個循環回到初始态，工質的熵變△SW＝0，孤立體系熵變：△S孤立＝△SH △SL △SW
圖2 卡諾循環T－S圖
1、如果卡諾循環是可逆熱機12341循環，△S1＝-△S2＝S2-S1，△SH＝-△S1，△SL＝-△S2（注意符号正負），所以△S孤立＝△SH △SL 0＝0，可逆熱機對外做最大功，可逆熱機效率最高 η＝Ws/Q1＝1-T2/T1。
2、如果卡諾循環是不可逆熱機125341循環，假如說絕熱膨脹過程3-5是不可逆過程，不可逆絕熱過程存在熵增S3-S2，則△S3＝S3-S1＞△S1（指絕對值），△S孤立＝△SH △SL 0＞0，不可逆熱機向低溫熱源放出熱量比可逆熱機向低溫熱源放出熱量多，Q3＝T2△S3＞Q2＝T2△S2（指絕對值），所以不可逆熱機對外做功小于可逆熱機對外做的功。
3、如果是第二類永動機，Q2＝0，△S2＝0，Q1＝Ws，△SH為負，△SL＝0，所以△S孤立＝△SH 0 0 ＜ 0，孤立體系的熵變不能小于零，所以第二類永動機違反了熱力學第二定律，所以不能制造出來。
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