熱力學第二定律有幾種表述方式: 克勞修斯表述 熱量可以自發(fā)地從溫度高的物體傳遞到較冷的物體,但不可能自發(fā)地從溫度低的物體傳遞到溫度高的物體; 開爾文-普朗克表述 不可能從單一熱源吸取熱量,并將這熱量完全變?yōu)楣?,而不產(chǎn)生其他影響。 熵表述 隨時間進行,一個孤立體系中的熵不會減小。 簡而言之,第二定律認為熱量從熱的地方流到冷的地方,科學家寧愿沒有發(fā)現(xiàn)它。 對任何物理系統(tǒng),這都是顯而易見的特性,毫無神秘之處:開水變涼,冰淇淋化成糖水。要想把這些過程顛倒過來,就非得額外消耗能量不可。 就最廣泛的意義而言,第二定律認為宇宙的“熵”(無序程度)與日俱增。 例如,機械手表的發(fā)條總是越來越松;你可以把它上緊,但這就需要消耗一點能量;這些能量來自于你吃掉的一塊面包;做面包的麥子在生長的過程中需要吸收陽光的能量;太陽為了提供這些能量,需要消耗它的氫來進行核反應。 總之宇宙中每個局部的熵減少,都須以其它地方的熵增加為代價。 在一個封閉的系統(tǒng)里,熵總是增大的,一直大到不能再大的程度。 這時,系統(tǒng)內(nèi)部達到一種完全均勻的熱動平衡的狀態(tài),不會再發(fā)生任何變化,除非外界對系統(tǒng)提供新的能量。 對宇宙來說,是不存在“外界”的,因此宇宙一旦到達熱動平衡狀態(tài),就完全死亡。這種情景稱為“熱寂”。 |
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