Enunciados de la segunda ley de la termodinámica

Existen varios enunciados válidos de la segunda ley de la termodinámica, pero nos enfocaremos en dos de ellos para su estudio en relación con algunos dispositivos de ingeniería que operan en ciclos.

Enunciado de Kelvin-Planck

Se ha demostrado que cualquier máquina térmica, incluso trabajando bajo condiciones ideales, debe rechazar algo de calor hacia un depósito que se encuentra a baja temperatura con la finalidad de completar el ciclo. Es decir, ninguna máquina térmica puede convertir todo el calor que recibe en trabajo útil. Esta limitación forma la base para el enunciado de Kelvin-Planck de la segunda ley de la termodinámica:

"Es imposible que un dispositivo que opera en un ciclo reciba calor de un solo depósito y produzca una cantidad neta de trabajo."

Es decir, una máquina térmica debe intercambiar calor con un sumidero de baja temperatura así como con una fuente de temperatura alta para seguir funcionando. El enunciado también se puede expresar como: ninguna máquina térmica puede tener una eficiencia térmica del 100 por ciento.

Enunciado de Clausius

El enunciado de Clausius, relacionado con refrigeradores o bombas de calor, se expresa de la siguiente manera:

"Es imposible construir un dispositivo que opere en un ciclo sin que produzca ningún otro efecto que la transferencia de calor de un cuerpo de menor temperatura a otro de mayor temperatura."

Ambos enunciados de la segunda ley son negativos, y un enunciado de este tipo no se puede comprobar. Como cualquier otra ley física, la segunda ley termodinámica esta basada en observaciones experimentales. A la fecha, no se ha realizado ningún experimento que contradiga la segunda ley y esto se debe tomar como prueba suficiente de su validez. 
Los dos enunciados son equivalentes en sus consecuencias, y se puede usar cualquiera como expresión de la segunda ley de la termodinámica.