“它到现在都还没被解决呢。”
大佬们果然没有猜错。
在众人的期待下,李奇维笑着说道:
“我并不是第一个出疑问的人。”
“在我之前,已经有很多物理大佬都产生过这样的质疑。”
“因为热力学第二定律太重要了。”
“它的内涵也太丰富了。”
“况且,它还和很多人心心念念的永动机相关。”
“在座的你们,估计大部分人并没有真正理解热力学第二定律。”
“今天借这个机会,我正好给你们讲一讲。”
“第二定理是参与物理学家人数最多,表述也最为复杂的热力学定律。”
“第一种表述,也叫克劳修斯表述。”
“即:热量不可能自地、不付出代价地从低温物体转移至高温物体。”
“这是从热的传导方向来表述的。”
“比如,大家都喜欢的冰箱就是这个原理。”
“你想制冷,那么就必须使用额外的电能,把热量从低温的冰箱内部转移到高温的冰箱外部。”
“克劳修斯表述和我们的日常经验很符合。”
“比如一杯凉开水放在那里,它不可能越变越热,只会越变越凉,最终和环境温度一样。”
“第二种表述,叫开尔文表述。”
“即:不可能从单一热源取热,把它全部变为功而不产生其它影响。”
“这是从能量消耗的角度表述的。”
“开尔文表述也说明了第二类永动机是永远不可能实现的。”
“因为吸收的热量不可能全部变为功。”
“注意,这个表述并非是严格的理论推导,而是在大量实验基础上得到的经验性公理。”
“卡诺明提出的热机效率理论,是其坚实的基础。”
“但正因为开尔文表述是在实验基础上展而来的公理,所以很多人就认为它不一定完全正确。”
“这就是第二类永动机目前盛行的原因。”
“谁能明第二类永动机,谁就推翻了热力学第二定律。”
哗!
台下众人眼神火热。
这个时代,热力学第二定律的正确性并不像后世那么根深蒂固,无人质疑。
哪怕在学术领域,也存在不少质疑。
“克劳修斯表述和开尔文表述是等价的,都代表了热力学第二定律的内涵。”
“这时,估计有人好奇。”
“咦,不是说麦克斯韦妖是和热力学第二定律有关吗?”
“怎么两大表述中没有出现麦克斯韦的身影呢?”
“别急。”
“这里,就要提到热力学领域另一个至关重要的概念:熵。”
“在我看来,一位对熵一无所知的人文学者,和一位对莎士比亚一无所知的科学家同样糟糕。”
“熵理论对于整个科学来说,或许都是第一法则!”
哗!
众人震撼!
他们想不明白,布鲁斯教授为何对熵有如此之高的评价。
“1865年,克劳修斯在研究热力学的时候,现了一个新的宏观状态函数。”
“他用公式表示为ds=dqt。”
“其中,t表示系统的温度,ds表示系统的熵变化,dq表示系统熵变过程中的热量变化。”
“这个公式表示,如果系统的温度不变,那么加入系统的热量会导致系统的熵生改变。”
“接着,克劳修斯突奇想,他把熵的概念和热力学第二定律联系起来。”