噹噹~ 今天要來跟大家介紹「熱力學第二定律」
至於為什麼它那麼重要呢,因為這個定律在學界裡被認為是至高無上、神聖不可侵犯的!
英國天文學家亞瑟·愛丁頓曾這樣評論熱力學第二定律:
『我認為,「熵必然會增加」的定律,亦即熱力學第二定律,在自然定律中擁有至高無上的地位。如果你提出的定律違反熱力學第二定律 那麼我只能說你沒指望了,它唯一的下場就是在徹底的羞辱中灰飛煙滅。』
熱力學總共有四條定律,但論其重要性,對物理學界貢獻最大的還是非第二定律莫屬。
說了那麼多,究竟熱力學第二定律是什麼呢~
熱力學第二定律基本上是一條關於熵的陳述:「除非從外界輸入額外的功,否則一個系統的熵只會增加而不會減少。」
當然,我相信大家都很好奇「熵」是什麼
接下來就要來為大家介紹「熵」這個物理量:
1、熵其中一個概念即是「隨機度」。
一般而言,我們可以用熵來衡量一個系統的混亂程度,一個系統越亂,熵含量就越高。
依照順序排好的撲克牌,熵值處在極低的狀態👇
http://i.imgur.com/BTzoPKH.jpg
被打亂的撲克牌,熵值比上一張圖高出許多👇
http://i.imgur.com/PGBrINp.jpg
2、除非從外界獲得能量,否則一個系統中的熵值只會增加而不會減少。
再以撲克牌的牌序來舉例,假設一開始的牌,處在(圖一)的狀況下,然後我們稍微洗一下牌,破壞一下原來的牌序(如圖二),這個系統中的熵就升高了。
接著我們可以繼續再實驗或是推論:如果再洗牌,這系統的牌序會發生什麼變化?
這答案很顯而易見:牌序變更亂的可能性遠壓過於恢復原本牌序的機率。繼續洗牌,熵就會不斷的升高,當全部牌混在一起,熵也就到達了最大值。
那麼,熱力學第二定律究竟幫物理學界解決了什麼問題,使它能有著如王者般的地位?
它解釋了所有的物質,在無外力干預的情況下,都會逐漸耗損、冷確、鬆弛、衰老與退化。
它解釋了糖為何會在熱水中溶解,而非凝結成塊;它也解釋了冰塊為何總是會無可避免的融化,因為熱量絕對是由溫度較高的水傳達到冰塊,絕對不會顛倒過來。
我們不會看到一杯咖啡裡的糖份被「逆溶解」回一顆方糖,也不會看到已被燒燼的灰被「逆燃燒」變回它原本的模樣。也許這程序並非不可逆,但是發生的機率極低,低到可以直接忽略。
熱力學第二定律的解說到此(鞠躬)
嘛看迴響度決定要不要補其它三條XDD
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補充:簡單來說就是,所有的系統運作都會由熵含量少往熵含量高的方向移動。
後記:謝謝B21 的補充XD
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全部留言
我上次看到熱力學第二定律是在生命科學營 他解釋了為什麼 人那麼如此高密度的系統運作不會崩解 , 也解釋了 人 也遵守 的一些證據 , 然後講者還說 跟房間的亂度很像 我們需要能量讓房間恢復 而且房間會慢慢的自動變亂,下次媽媽問你 為何房間這麼亂可以說 我的房間遵守熱力學第二定律😂😂
B3 一起來幫時事板打廣告 ((敲碗 B4 嘛,也是可以這麼解釋啦XD B5 熱力學第二定律真的是不可受挑戰的啊w 感恩讚嘆XDD
我能量那篇根本就變成時事文了,先是制服,然後是萌萌,最後是上課時數,可是看來只有我覺得好笑QAQ
匿名
馬克士威妖 基本上我是覺得馬克士威這個人還滿厲害的 猜的很多東西最後在近代物理都有被寫到 可能在不久的將來這也會變成存在吧
哦⋯⋯ 開版後我決定我要讀一類了 熱力學好像可以延伸到永動機之類的? 蒸蚌
B9 B10 因為永動機違反熱力學第二定律啊哈哈 它是一個假想的機器 以單向閥控制冷熱分子的移動 速度較快的熱分子能通過單向閥到另一個隔間 速度較慢的冷分子則會被留下來 進而達到汲取能量的效果 但以這種方式汲取能量會讓熵值越來越低(冷、熱分子越來越平衡) 因此違反熱力學第二定律 失敗~
匿名
意思是不是系統會傾向於能量穩定的狀態0.0
我第一次知道這個是在科學人上面看到的 就是100年出的聚焦物理世界特輯
補充一下 熵的英文為Entropy 簡寫為S 宇宙總熵(S univ)=環境熵(S surr)+系統熵(S sys) 熱力學第二定律所指的是ΔS univ≥0,而不是ΔS sys≥0,這點常常會弄錯要注意 OS:熱力學真的是有夠難==
B15 不是哦它只是沒有溶解而已 已經溶解的又自己變回去才能算逆溶解 B16 因為我這篇只想講第二 😂 B17 不是哦這跟這個沒有關係XDD B18 秩序…… (掩面 B19 那是什麼😶😶 B20 好早啊www B21 謝啦,長知識惹XD 是說真的好難啊qwq
B25 雞蛋? 是說我對熱力學的四條定律也只是略懂略懂😂
B27 WTF XDDD 好啦這樣說也是可啦… 嗯…… 我也是醉了XDD
B29 可是根據熱力學第二定律(x 桌子上的東西應該只會越來越多R 😂😂
他在講宇宙最後會什麼都很分散,任何反應都發生不了,所以看起來是空的
B31 我還是回去讀我的社科好惹(默默轉身
這就是為什麼把熱能變成典電力不可能有100%的效率哦~