Termofysiikan perusteet, Ismo Napari ja Hanna Vehkamäki, 2013.

Luku 4Termodynamiikan toinenpääsääntö4.1 Toinen pääsääntö ja Carnot’n kone (5.2)Höyrykoneen kehittyminen 1700-luvulla johti pohdintoihin termodynaamisistakoneista ja niiden tehokkuudesta. Vähitellen selvisi, että työn muuttaminenlämmöksi on aina mahdollista ja jopa niin, että työ voidaan kokonaisuudessaanmuuttaa lämmöksi. Käytännön sovellusten kannalta mielenkiintoisempaaon kuitenkin tietää, missä määrin lämpöä voidaan muuttaa työksi: kuinkapaljon ja miten vaikkapa hiiltä on poltettava, että höyrykone tekisi työtä mahdollisimmantehokkaasti. Termodynamiikan ensimmäinen pääsääntö kertoo,että energiaa voidaan muuntaa muodosta toiseen, mutta se ei aseta muunnoksellemitään ehtoja. Sen sijaan termodynamiikan toisena pääsääntönä tunnettu empiirinenhavainto rajoittaa mahdollisuutta muuntaa lämpöä työksi.Teoreettisesti termodynaamisten prosessien tehokkuutta tarkasteli ensimmäisenäSadi Carnot (1796–1832). Carnot’n tarkastelut nojaavat reversiibelinprosessin käsitteeseen:Prosessi on reversiibeli eli palautuva, jos on olemassa vastaprosessi,joka palauttaa systeemin takaisin alkutilaan ikään kuin mitäänmuutosta ei olisi tapahtunutkaan. Muutoin prosessi on irreversiibelieli palautumaton. Reversiibelissä prosessissa myös ympäristössätapahtuneet muutokset palautuvat ennalleen.Tämä reversiibelin prosessin määritelmä on mahdollisimman yleinen, eikäse ota mitään kantaa tasapainotiloihin. On kuitenkin vaikea kuvitella sellaistareversiibeliä prosessia, joka ei olisi myös kvasistaattinen, eli se ei kulkisikaantasapainotilojen kautta: siirtyminen epätasapainotilaan aiheuttaisi vääjäämättäirreversiibelin muutoksen. Toisaalta on mahdollista argumentoida, että kvasistaattinenprosessi voi olla irreversiibeli. Esimerkiksi kaasujen hyvin hidastasekoittumista voidaan pitää kvasistaattisena prosessina, mutta se ei millään