概念
1865年,克劳修斯将传递的热量除以温度所得的量命名为熵(dS = δQ/T)。玻尔兹曼将其重新解释为 S = k ln W,其中 W 是某一宏观状态对应的微观状态数,由此熵具有了无序程度或可能排列数的含义。
第二定律
- 克劳修斯表述:热量不会自发地从低温物体流向高温物体。
- 开尔文-普朗克表述:不存在能把单一热源的热量全部转化为功的热机,因此效率不能超过卡诺极限(1 − Tc/Th)。
- 熵增:孤立系统的熵增加或保持不变,这决定了时间之箭。
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社会解读与批评
杰里米·里夫金的《熵》(1980)认为化石燃料文明加速了熵增,呼吁建立低能耗社会;生态经济学家乔治斯库-罗根也把经济视为熵的过程。然而生物和地球等开放系统可以借助能量流形成局部秩序,因此将这一定律直接移植到社会是有局限的。
相关条目: 人类世、传热(传导、对流、辐射)、热力学定律
参考文献
- Clausius, R. (1865). Über verschiedene für die Anwendung bequeme Formen der Hauptgleichungen der mechanischen Wärmetheorie. Annalen der Physik, 201(7), 353-400.
- Atkins, P. (2010). The Laws of Thermodynamics: A Very Short Introduction. Oxford University Press.
- Rifkin, J. (1980). Entropy: A New World View. Viking.
- Georgescu-Roegen, N. (1971). The Entropy Law and the Economic Process. Harvard University Press.