热力学的第二定律指出，随着能量被转移或转化，越来越多的浪费了它。这是四个热力学定律，其中描述了热能或热量与其他形式的能量之间的关系，以及能量如何影响物质。这热力学第一法指出不能创造或破坏能量；总计数量宇宙中的能量保持不变。热力学的第二定律是关于能量的性质。第二定律还指出，任何孤立的系统都有自然的趋势，即退化为更无序状态。波士顿大学。
密苏里州立大学物理学教授赛巴尔·米特拉（Saibal Mitra）发现第二定律是四个中最有趣的法律法律热力学。米特拉告诉《现场科学》：“有多种陈述第二定律的方法。” “在非常微小的水平上，它简单地说，如果您有一个孤立的系统，则该系统中的任何自然过程都会朝着系统增加或熵的方向发展。”
Mitra解释说，所有过程都会增加熵的增加。即使在特定位置增加了秩序，例如，当您考虑到包括环境在内的整个系统时，分子的自组装形成生物体，熵的净增加也会增加。在另一个例子中，随着水的蒸发，晶体可以从盐溶液中形成。晶体比溶液中的盐分子更有序。但是，蒸发水比液态水更加无序。从总体上看，该过程导致疾病的净增加。
热力学第二定律的历史
在他的书中，”一种新的科学“（Wolfram Media，2018年），Stephen Wolfram写道：“大约在1850年，鲁道夫·克劳西乌斯（Rudolf Clausius）和威廉·汤姆森（William Thomson）（凯尔文勋爵）表示，热量并没有自发地从较冷的身体流向更热的身体。”这成为第二律的基础。
随后的工作丹尼尔·伯诺利（Daniel Bernoulli），，，，詹姆斯·克莱克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）， 和路德维希·鲍尔茨曼（Ludwig Boltzmann）导致了气体动力学理论的发展，其中气体根据佐治亚州立大学。这种统计方法允许精确计算温度根据佐治亚州立大学的规定，根据理想天然气法的压力和体积。
这种方法还得出结论，尽管单个分子之间的碰撞是完全可逆的，即它们在向前或向后播放时它们的效果相同，但大量气体并非如此。随着时间的流逝，单个分子的速度会随着时间的流逝而形成正常或高斯分布，有时将单个分子的速度描绘为平均速度，有时将其描绘为“钟形曲线”。结果是，当热气和冷气放在容器中时，您最终会得到温暖的气体。佐治亚州立大学。但是，温暖的气体永远不会自发地将自己分为冷热气体，这意味着混合冷气的过程是不可逆转的。这通常被总结为“您不能散布鸡蛋”。根据沃尔夫拉姆（Wolfram）的说法，鲍尔茨曼（Boltzmann）在1876年左右意识到，这样做的原因是，系统的无序状态必须比有秩序的国家要多。因此，随机相互作用将不可避免地导致更大的混乱。
工作和精力
第二定律指出的一件事是，不可能以100％的效率将热能转换为机械能大不列颠。在加热气体以增加其驾驶活塞的压力的过程之后，气体中总会有一些剩余的热量，这些热量无法用来做任何其他工作。必须通过将其转移到散热器上来丢弃这种废热。就汽车而言，这是通过通过排气管从发动机从发动机发送到大气的耗时燃料和空气混合物来完成的。此外，任何具有可移动零件的设备都会产生摩擦，将机械能转换为通常无法使用的热量，并且必须通过将其转移到散热器上来从系统中删除。这就是为什么要求永久运动机美国专利局立即拒绝。
当彼此接触冷的身体和冷身体时，热能将从热体流向寒冷的身体直到到达热平衡，即，相同的温度。但是，热量永远不会反而向后移动。这两个物体的温度差异永远不会自发增加。从寒冷的身体转移到热体需要由外部能源（例如热泵）来完成的工作。佐治亚州立大学。
密苏里州立大学物理学教授戴维·麦基（David McKee）说：“我们现在建造的最高效的发动机是大型燃气轮机。” “他们在非常高的温度下燃烧天然气或其他气体燃料，超过2,000摄氏度[3,600华氏度]，而排气的只是一种僵硬，温暖的微风。没有人试图从废热中提取能量，因为那里没有那么多。”
时间的箭头
第二定律表明涉及热能转移或转化的热力学过程，即，是不可逆的，因为它们都会导致熵的增加。米特拉说，也许第二定律的最结果含义之一是它给了我们时间的热力学箭头。
从理论上讲，某些相互作用，例如刚体的碰撞或某些化学反应，无论它们是向前还是向后运行，它们看起来都一样。然而，实际上，所有能量交换都受到效率低下的影响，例如摩擦和辐射热损失，这会增加观察到的系统的熵。OpenStax。因此，由于没有一个完全可逆的过程，因此，如果有人问什么是时间的方向，我们可以自信地回答，时间总是朝着增加熵的方向流动。
宇宙的命运
据波士顿大学称，第二定律还预测了宇宙的末日。 “这意味着宇宙将以'热死亡'结束，其中一切都处于相同的温度下。这是最终的疾病水平；如果一切都在相同的温度下，无法完成任何工作，所有能量都将以原子和分子的随机运动结束。”
在遥远的未来，星星将停止出生，星系将燃烧，黑洞将蒸发，直到没有剩下的，只有亚原子颗粒和能量。科学杂志。最终，这些颗粒和能量将与宇宙其余部分达到热平衡。幸运的是，加利福尼亚大学河滨大学的数学物理学家约翰·贝兹（John Baez）预测这一点冷却过程可能需要长达10（10^26）（1随后1026（100亿）零）年，温度下降至10-30K（10-30C上方绝对零）。
现场科学撰稿人阿什利·哈默（Ashley Hamer）于2022年1月27日更新了这篇文章。
其他资源
以下是对热力学第二定律的其他解释：
- 这世界科学节的视频与物理学家Brian Greene一起探索熵和时间的箭头。
- 在热力学的第二定律中得到另一个解释来自卡尔加里大学的资源。
- 乔治·梅森大学地球科学教授罗伯特·M·亨恩（Robert M. Hazen）在本文中讨论了热力学第二定律的后果每天的大课程。
参考书目
波士顿大学，“熵与第二定律”，1999年12月12日。https://physics.bu.edu/~duffy/py105/secondlaw.html
Stephen Wolfram，“一种新科学”，Wolfram Media，2018年。https://www.wolframscience.com/nksonline/toc.html
著名科学家，“丹尼尔·伯诺利”。https://www.famousscientists.org/daniel-bernoulli/
著名的科学家“詹姆斯·麦克斯韦”。https://www.famousscientists.org/james-clerk-maxwell/
著名科学家“路德维希·鲍尔茨曼（Ludwig Boltzmann）”。https://www.famousscientists.org/ludwig-boltzmann/
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