什么是熱力學第二定律(the Second Law of Thermodynamics)？

熱力學的三大定律支配著宇宙中所有物質和能量的轉移和行為，概括起來，第一定律指出孤立系統中的能量和熱量保持不變；一個系統中的能量不能超過它所輸入的能量。這與能量守恒定律有關，即物質和能量不能被創造或破壞。熱力學...

熱力學的三大定律支配著宇宙中所有物質和能量的轉移和行為，概括起來，第一定律指出孤立系統中的能量和熱量保持不變；一個系統中的能量不能超過它所輸入的能量。這與能量守恒定律有關，即物質和能量不能被創造或破壞。熱力學第二定律是自然界最重要的基礎之一，宇宙是一個孤立的熱力學系統，當恒星燃燒并變成黑洞時，它的熵將接近最大值。無論一個系統看起來多么理想，都不存在完美的系統。一些能量，無論是電的，熱的或機械的，會因摩擦而損失并轉化為廢熱。這意味著隨著時間的推移，系統的總能量將逐漸接近零，除非外加外部能量。系統中的熵或無序量將接近最大值，也就是說，由于系統中的分子和粒子過于雜亂無章，系統無法完成任何有用的工作。熱力學第二定律認為，系統從一個更有序的狀態趨于無序；一個冰塊放在一杯水里會融化并使周圍的水稍微變熱，使兩個系統處于平衡狀態熱力學第二定律凌駕于第一定律之上；第一定律認為能量輸出永遠不會超過能量輸入，第二定律則認為能量輸出永遠不會等于能量輸入，因為能量不斷流失，系統趨于平衡。一個系統的能量越少，熵越大，因為它需要能量來恢復秩序和降低總熵當一個系統的能量達到平衡時，熵是最大的。例如，雖然一杯溫水會自然冷卻，要使水保持在更高的溫度，需要不斷地應用熱能。宇宙學家根據熱力學第二定律來創造關于宇宙最終命運的理論。最常見的理論是，由于宇宙本身是一個孤立的熱力學系統，它的熵將與恒星一樣接近最大值燃燒殆盡，變成黑洞。這些黑洞最終會在100萬億年后蒸發，使宇宙成為一個絕育的真空，直到永遠，除非量子漲落