什么是热力学第二定律？(the second law of thermodynamics?)
热力学的三大定律支配着科学界普遍理解的宇宙中所有物质和能量的转移和行为。总结起来，第一条定律指出，一个孤立的系统中的能量和热量保持不变；从一个系统中得到的能量不会多于投入的能量。这与能量守恒定律相联系，该定律指出物质和能量不能被创造或破坏。热力学第二定律是自然界最重要的基础之一，对时间之箭和自然界的不可逆转性负责。
无论一个系统看起来多么理想，都不存在一个完美的系统。一些能量，无论是电、热还是机械，都会因摩擦而损失，并转化为废热。这意味着，随着时间的推移，一个系统的总能量将逐渐接近零，除非有外部能量加入。一个系统中的熵，或无序，将接近最大值，这意味着在该系统中或由该系统做任何有用的工作，因为其分子和粒子过于混乱。热力学第二定律认为，系统从一个更有序的状态趋向于无序；水杯中的冰块会融化，并使周围的水稍微变暖，使两个系统处于平衡状态。
热力学第二定律推翻了第一定律；第一定律认为，能量输出永远不能超过能量输入，第二定律认为，由于能量的不断损失和系统接近平衡的趋势，能量输出永远不能等于能量输入。一个系统的能量越少，熵就越多，因为需要能量来恢复秩序和减少总熵。当一个系统内的能量达到平衡时，熵就达到了最大值。例如，尽管一杯温水会自然冷却，但需要不断应用热能来保持水的温度。
宇宙学家从热力学第二定律出发，创造了关于宇宙最终命运的理论。最常见的理论是，由于宇宙本身是一个孤立的热力学系统，其熵将随着恒星的燃烧和成为黑洞而接近最大值。这些黑洞最终将在100万亿年后蒸发，在剩下的时间里，如果没有量子波动，宇宙将成为一个被消毒的虚空。
- 发表于 2022-02-10 17:10
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- 分类：科学
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