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宇宙中所有物质和能量的转移和行为，概括起来，第一定律指出孤立系统中的能量和热量保持不变；一个系统中的能量不能超过它所输入的能量。这与能量守恒定律有关，即物质和能量不能被创造或破坏。热力学...

热力学的三大定律支配着宇宙中所有物质和能量的转移和行为，概括起来，第一定律指出孤立系统中的能量和热量保持不变；一个系统中的能量不能超过它所输入的能量。这与能量守恒定律有关，即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，宇宙是一个孤立的热力学系统，当恒星燃烧并变成黑洞时，它的熵将接近最大值。无论一个系统看起来多么理想，都不存在完美的系统。一些能量，无论是电的，热的或机械的，会因摩擦而损失并转化为废热。这意味着随着时间的推移，系统的总能量将逐渐接近零，除非外加外部能量。系统中的熵或无序量将接近最大值，也就是说，由于系统中的分子和粒子过于杂乱无章，系统无法完成任何有用的工作。热力学第二定律认为，系统从一个更有序的状态趋于无序；一个冰块放在一杯水里会融化并使周围的水稍微变热，使两个系统处于平衡状态热力学第二定律凌驾于第一定律之上；第一定律认为能量输出永远不会超过能量输入，第二定律则认为能量输出永远不会等于能量输入，因为能量不断流失，系统趋于平衡。一个系统的能量越少，熵越大，因为它需要能量来恢复秩序和降低总熵当一个系统的能量达到平衡时，熵是最大的。例如，虽然一杯温水会自然冷却，要使水保持在更高的温度，需要不断地应用热能。宇宙学家根据热力学第二定律来创造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，它的熵将与恒星一样接近最大值燃烧殆尽，变成黑洞。这些黑洞最终会在100万亿年后蒸发，使宇宙成为一个绝育的真空，直到永远，除非量子涨落