Приведем основные формулировки второго начала термодинамики:
Невозможен переход теплоты от тела более холодного к телу более нагретому без каких-либо других изменений в системе или окружающей среде (Р. Клаузиус).
Невозможно создать периодически действующую (совершающую какой-либо термодинамический цикл) машину, вся деятельность которой сводилась бы к поднятию некоторого груза (механической работе) и соответствующему охлаждению теплового резервуара (У. Томсон, М. Планк).
Невозможно построить вечный двигатель второго рода (В. Оствальд).
В замкнутой, т.е. изолированной в тепловом или механическом отношении системе, энтропия либо остается неизменной (если в системе протекают обратные, равновесные процессы), либо возрастает (при неравновесных процессах) и в состоянии равновесия достигает максимума.
Это эквивалентные формулировки, взятые из Советского Энциклопедического Словаря 1986 г. ( , где - приращение энтропии, - соответствующее приращение теплоты при абсолютной температуре Т). В том же словаре читаем: «Вечный двигатель второго рода - воображаемая тепловая машина, которая в результате совершения кругового процесса (цикла) (в пространстве параметров, описывающих ее рабочее тело. - Авт.) полностью преобразует теплоту, получаемую от какого-либо одного “неисчерпаемого” источника (океана, атмосферы и т.п.) в работу (в частности, механическую. - Авт.). Действие вечного двигателя второго рода не противоречит закону сохранения и превращения энергии, но нарушает второе начало термодинамики и потому такой двигатель не осуществим».
К этому можно добавить, что теоретический КПД вечного двигателя второго рода на цикле преобразования “теплота” - (механическая) работа” равен 1.
Академии наук, в том числе СССР и его республик, Госкомизобретений принципиально не рассматривали и не рассматривают работы, в которых предлагаются энергоустановки с теоретическим КПД = 1 и соответствующие этому КПД циклы изменения вектора состояния рабочего тела.
Академик Л. Д. Ландау, известный физик-теоретик, нобелевский лауреат (1962 г.), автор классического курса теоретической физики (совместно с Е. М. Лифшицем) по поводу второго начала термодинамики отмечал: «В том, что изложенные простые формулировки соответствуют реальной действительности, нет никакого сомнения: они подтверждаются нашими ежедневными наблюдениями». В той или иной формулировке этот взгляд на второе начало термодинамики господствует как стереотип распознавания явлений и стереотип отношения к ним в мировоззрении школьников, студентов, тягловых людей науки и техники, и научно-технической “элиты” мировых “авторитетов”.
Между тем, в природе нет “замкнутых систем”, о которых говорит второе начало термодинамики. Кроме того, ни в одной из формулировок утверждения, известного как “второе начало термодинамики”, ни слова не сказано о каких-либо силовых полях и какие-либо их параметры отсутствуют и в математических его выражениях. Поэтому ко всем формулировкам о свойствах “замкнутых систем” надо относиться, как к условностям человеческого мировосприятия, т.е. осторожно, сообразуясь с реальными рассматриваемыми системами и их положением в окружающей среде.
В 1866 г. Д. К. Максвелл рассматривал температурное равновесие вертикального столба газа в гравитационном поле в стационарном состоянии. Д. К. Максвелл пришел к выводу, что для отсутствия противоречий со вторым началом термодинамики необходимо, чтобы в стационарном состоянии в гравитационном поле для различных газов температура не зависела от высоты, т. е. вертикальный температурный градиент любого вещества должен быть в стационарном состоянии в гравитационном поле равен нулю, иначе второе начало термодинамики будет нарушено. С 1897 по 1914г. К. Э. Циолковский также рассматривал газ в стационарном состоянии в гравитационном поле. При этом он теоретически показал, что гравитационное поле порождает в газовом столбе, находящемся в стационарном состоянии, вертикальный температурный градиент- перепад температур на разных высотах. Этому теоретически корректно полученному результату противоречит второе начало термодинамики.
То есть второе начало термодинамики - не общевселенский фундаментальный принцип, а ограниченный частный физический закон, применимый исключительно в случаях, когда в пределах локализации рассматриваемого объекта силовым воздействием общеприродных, известных и неизвестных нам полей можно пренебречь. Кроме того, К. Э. Циолковский показал, что в гравитационном поле принципиально возможно построение монотемпературного двигателя: энергоустановки типа “вечный двигатель второго рода” с теоретическим КПД цикла преобразования “теплота - (механическая) работа” равным единице.
Экспериментальные исследования атмосфер Земли и Венеры показали наличие в атмосфере каждой из планет температурного градиента по высоте, значения коего хорошо согласуются с теоретическими моделями. То есть реальные наблюдения атмосферы опровергают мнение нобелевского лауреата академика Л. Д. Ландау и ему подобные мнения о согласии второго начала термодинамики с фактологией реальных наблюдений и подтверждают теоретические выводы Д. К. Максвелла и К. Э. Циолковского.
В 1971г. В. Е. Парфенов независимо от К. Э. Циолковского пришел к выводу о существовании в стационарном состоянии температурного градиента в веществе, находящемся в силовом поле, и подал заявку на открытие, в которой обосновал существование температурного градиента в силовом поле не только в текучих средах, но и в твердом теле.
Теперь вернемся к истории появления второго начала термодинамики. Сади Карно (1796-1832) в 1824 г. рассмотрел обратимый круговой процесс “изотерма - адиабата - изотерма - адиабата” в связи с определением технических характеристик тепловых двигателей. Этот термодинамический цикл получил название “цикл Карно”. цикла Карно не зависит от свойств рабочего тела (пара, газа и т.п.) тепловых двигателей и определяется абсолютными температурами нагревателя “ ” и холодильника “ ”, между которыми циркулирует рабочее тело. То есть определяется температурой первой изотермы “ ” и второй изотермы “ ”: цикла Карно преобразования “теплота- (механическая) работа” равен .
Кроме того, из множества циклов тепловых машин, заключающихся между двумя любыми изотермами и , цикл Карно имеет наивысший .
Это положение, безусловно справедливое в условиях пренебрежимо малого воздействия силовых полей на энергоустановку вместе с ее рабочим телом, бездоказательно распространяется наукой на все без исключения тепловые двигатели: « любой тепловой машины не может быть больше цикла Карно (при тех же и )» (Энциклопедический словарь и др.), всегда меньшего единицы.