热力学第二定律
字数 372 2025-11-09 19:50:29

热力学第二定律

热力学第二定律指出,孤立系统的总熵总是随时间增加,直至达到平衡状态。这意味着自然过程具有方向性:热量自发地从高温物体流向低温物体,而非反向。

该定律的一种表述是克劳修斯表述:不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。例如,冰箱需要消耗电能才能将热量从内部低温环境转移到外部高温环境。

另一种表述是开尔文-普朗克表述:不可能从单一热源吸热使之完全变为有用功而不产生其他影响。这解释了热机为何需要冷热双热源才能持续工作。

从微观角度,该定律反映了系统趋向于更大概率的状态。宏观有序状态(如整齐排列的分子)对应较少微观配置方式,而混乱状态对应更多微观配置方式。系统自发向高概率状态演变,即熵增方向。

该定律还定义了热力学箭头时间,解释了为何破碎的玻璃不会自发重组,以及为何能量转化过程中总存在部分能量耗散为不可利用的热能。

热力学第二定律 热力学第二定律指出,孤立系统的总熵总是随时间增加,直至达到平衡状态。这意味着自然过程具有方向性:热量自发地从高温物体流向低温物体,而非反向。 该定律的一种表述是克劳修斯表述:不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。例如,冰箱需要消耗电能才能将热量从内部低温环境转移到外部高温环境。 另一种表述是开尔文-普朗克表述:不可能从单一热源吸热使之完全变为有用功而不产生其他影响。这解释了热机为何需要冷热双热源才能持续工作。 从微观角度,该定律反映了系统趋向于更大概率的状态。宏观有序状态(如整齐排列的分子)对应较少微观配置方式,而混乱状态对应更多微观配置方式。系统自发向高概率状态演变,即熵增方向。 该定律还定义了热力学箭头时间,解释了为何破碎的玻璃不会自发重组,以及为何能量转化过程中总存在部分能量耗散为不可利用的热能。