熱力學第二定律

閱讀時間約 2 分鐘
波茲曼回應道,熱力學第二定律不是一個必然的規律,而是統計性的。熵並不必總是增加,而是有極大的可能性會增加。

因此,即便可能性極小,宇宙中也必然會出現隨機漲落而熵減小的情況,人類與生命此類高度有序的存在也因此而誕生。


《眺望時間的盡頭》
布萊恩.葛林

蒸汽機從燃燒的燃料吸收熱和熵,並把熱和熵釋放到較低溫的環境。燃料和環境的溫差就是重點所在。

要瞭解原因,想像你打開兩台一模一樣的小暖爐,其中一台擺在冰冷的房間,另一台則擺在高熱的房間。在冰冷房間裡,寒冷的空氣分子受了小暖爐攪動,導致它們移動得較快,分散得較廣,於是它們的熵也大幅增加。 在高熱房間裡,空氣分子已經移動得很快,也早就飛掠到廣大範圍,因此小暖爐只略微增加它們的熵。

所以,即便兩台小暖爐完全相同,它們轉移到周遭環境的熵,仍是不同的:兩台小暖爐所產生出的熱是相等的,擺在較寒冷環境裡的那台,轉移了較多的熵。
因此比較寒冷的環境,把所接收的給定數量的熱放大了,也構成了較大的熵增加現象。

瞭解了這一點,我們就知道,蒸汽機只需把所吸收的熱排放一部分到比較寒冷的環境,也就能把它得自較熱燃料的熵,全部予以排除。接著殘餘的熱就可以運用來驅動蒸氣膨脹,推動活塞並完成有用的功。
這是解釋說法,不過別讓細節遮蔽了更大的結論:隨著時間流逝,物理系統會以高得出奇的可能性,從較低熵組態朝向較高熵組態演變。

倘若像蒸汽機這樣的系統試圖維繫它的結構完整性,那麼它就必須把它所累積的熵轉移到周遭環境,藉此來克服熵增加的自然趨力。要辦到這點,蒸汽機就必須把廢熱釋放到環境中。

熵的兩步法則是宇宙的核心特徵,循此它便能朝向漸增無序狀態發展,同時卻又能生成並支持像恆星、行星和人類這樣的有序結構。
蒸汽機每走過一次循環都必須重設熵態,或許你會感到納悶,萬一沒有完成這件要項,倘若熵重設失敗,結果會是如何?

這就相當於蒸汽機並沒有排放出適度廢熱,於是蒸汽機每走過一次循環都會變得越熱,直到最後它就會過熱並損壞。
然而這同一門物理學,卻也是生命和心智是否無止境延續到遙遠未來的核心關鍵。

箇中道理是,在蒸汽機能成立的,在你身上也同樣成立。
你很可能並不覺得自己是一台蒸汽機,或許連什麼奇巧實體裝置都不是。我也很少使用這些詞彙來形容自己。

不過請想想看:你的生活牽涉到的歷程,和蒸汽機的歷程同樣是種週期循環。日復一日,你的身體燃燒你吃下的食物和你呼吸的空氣,來提供能量供你執行內部運作和外顯活動。就連思考這項活動—發生在你腦中的分子運動—也是由這些能量轉換歷程來提供動力。

因此就像蒸汽機,除非你能清除過量廢熱並排入環境來重設你的熵,否則你就活不下去。
    avatar-img
    1會員
    6內容數
    學習筆記
    留言0
    查看全部
    avatar-img
    發表第一個留言支持創作者!
    卓零的沙龍 的其他內容
    宇宙是一座圖書館,存放著無限而讀取不完資訊。 大腦也是座圖書館,不過像是分館,在有限的生命時間中,只能透過狹小的唯一窗口,擷取到部分宇宙圖書館的館藏。 而這座大腦圖書館,最終會成為一間博學知識分館、八卦雜誌分館、還是血腥小說分館、或是其他種類的書庫,取決於在狹小窗口所收藏與拋棄的書之間的動態平衡。
    夜貓看向窗外那一片漆黑,月球降落在地平線之下,世界埋藏於深夜之中。 活在這世界上,很容易被「熬夜」所吸引。 黑夜的魅力在於能把一切變得模糊不明,有別於白天那聚光燈一般將人揭露曝光的赤裸。 夜晚抹去了你的、我的、他的那些界線與對立,陸地、海洋、天空融成同一片無止境的空間。白天清晰可見的獨立物件,如今全
      拉開窗簾,日落在大氣層的折射下,散出鵝黃色的暖光。隨著時間推移,這顆恆星又散出紅豔色的光,就像是要燃燒殆盡一般的謝幕。   大腦突然浮現過往的回憶片段,每個都印象深刻,卻又感覺陌生至極。   比如那年夏天躲在頂樓的廁所裡,看著窗外泳池水靜無波,一切都像末日一樣悄無聲息,那時他心中有種歲月靜好、現
    宇宙是一座圖書館,存放著無限而讀取不完資訊。 大腦也是座圖書館,不過像是分館,在有限的生命時間中,只能透過狹小的唯一窗口,擷取到部分宇宙圖書館的館藏。 而這座大腦圖書館,最終會成為一間博學知識分館、八卦雜誌分館、還是血腥小說分館、或是其他種類的書庫,取決於在狹小窗口所收藏與拋棄的書之間的動態平衡。
    夜貓看向窗外那一片漆黑,月球降落在地平線之下,世界埋藏於深夜之中。 活在這世界上,很容易被「熬夜」所吸引。 黑夜的魅力在於能把一切變得模糊不明,有別於白天那聚光燈一般將人揭露曝光的赤裸。 夜晚抹去了你的、我的、他的那些界線與對立,陸地、海洋、天空融成同一片無止境的空間。白天清晰可見的獨立物件,如今全
      拉開窗簾,日落在大氣層的折射下,散出鵝黃色的暖光。隨著時間推移,這顆恆星又散出紅豔色的光,就像是要燃燒殆盡一般的謝幕。   大腦突然浮現過往的回憶片段,每個都印象深刻,卻又感覺陌生至極。   比如那年夏天躲在頂樓的廁所裡,看著窗外泳池水靜無波,一切都像末日一樣悄無聲息,那時他心中有種歲月靜好、現
    你可能也想看
    Google News 追蹤
    Thumbnail
    這個秋,Chill 嗨嗨!穿搭美美去賞楓,裝備款款去露營⋯⋯你的秋天怎麼過?秋日 To Do List 等你分享! 秋季全站徵文,我們準備了五個創作主題,參賽還有機會獲得「火烤兩用鍋」,一起來看看如何參加吧~
    Thumbnail
    11/20日NVDA即將公布最新一期的財報, 今天Sell Side的分析師, 開始調高目標價, 市場的股價也開始反應, 未來一週NVDA將重新回到美股市場的焦點, 今天我們要分析NVDA Sell Side怎麼看待這次NVDA的財報預測, 以及實際上Buy Side的倉位及操作, 從
    Thumbnail
    Hi 大家好,我是Ethan😊 相近大家都知道保濕是皮膚保養中最基本,也是最重要的一步。無論是在畫室裡長時間對著畫布,還是在旅途中面對各種氣候變化,保持皮膚的水分平衡對我來說至關重要。保濕化妝水不僅能迅速為皮膚補水,還能提升後續保養品的吸收效率。 曾經,我的保養程序簡單到只包括清潔和隨意上乳液
    Thumbnail
    如果有一個小女孩說自己長大想成為「恐龍博士」,你會有什麼樣的反應?而這個小女孩若是自己的孩子,身為父母的你又會如何因應呢? 《熱愛恐龍的女孩,最終成為激勵人心的古生物學家》這本書講述的便是作者木村由莉從小立志成為「恐龍博士」的故事,而追求夢想的過程並非只在腦中幻想,而是透過實際的行動去探詢
    Thumbnail
    ​充實的感覺真好~ 最近去進修了熱蠟除毛男生版! 這是受我先生和他的兄弟們影響,原來有一派男生是喜歡乾乾淨淨沒有毛的~因為他們覺得有毛容易出汗、悶臭,也覺得影響外觀形象,熱蠟除毛清清爽爽很舒服。
    Thumbnail
    相信孩子,從小讓孩子探尋自己的喜好,把握早期尋找興趣的重要時機,點燃孩子對未來的熱情,成為自己擅長領域中的職人,是我們成人的責任。
    Thumbnail
    ​這年頭經營副業挺正常的,看到身邊好朋友們紛紛投入美業,做美甲、做霧眉、接睫毛,利用下班時間或周末,從興趣延伸出額外收入,讓我覺得挺不錯的!很心動! 加上我本身也很喜歡看這類型的照片影片,或是逛逛美業版,覺得自己也可以來嘗試看看~
    Thumbnail
    我們知道熱力學主要是研究功與熱之間的能量轉換,跨領域的結合工程、物理與化學的一門學問,專注在系統與外在環境間能量的交互作用。熱力學三大定律表示物理學中的基本原則,此理論描述了能量的流動和轉化。在伴侶的關係也是有相同的理論。
    Thumbnail
    #停課不停學 第二天 5/19下午全台升級 #三級警戒(不過發佈時都被 #新垣結衣 與 #星野源 要結婚的消息蓋台了),今天應該有更多的家庭是孩子在家線上學習、父母居家辦公的吧! 平常這個時間點,上班的上班、上學的上學,各自都有自己的生活圈,現在的情況是:原本就每天共同生活十二、三小時的人,變成了二
    Thumbnail
    之前有媽媽問我說「從小學習第二外文好嗎?」「會不會連中文都顧不好啊?」「很多海外的媽媽都不確定一次教兩種語言,孩子會不會都學不好?」 語言這種東西,#當然是越早學越好啊!
      日本有一間保險公司,發行了一批頭獎500萬美元的彩票,每張彩票以1美元的價格賣給自家的員工,其中有一半的彩票是買家自己選號碼的,另一半的彩票則是賣家選號碼的,到了抽獎的那天,公司專門派調查人員找那些買彩票的人,並對他們說自己的朋友想買彩票,希望他們能把彩票讓出來,那麼他們會以多高的價格來出售自己
    Thumbnail
    這個秋,Chill 嗨嗨!穿搭美美去賞楓,裝備款款去露營⋯⋯你的秋天怎麼過?秋日 To Do List 等你分享! 秋季全站徵文,我們準備了五個創作主題,參賽還有機會獲得「火烤兩用鍋」,一起來看看如何參加吧~
    Thumbnail
    11/20日NVDA即將公布最新一期的財報, 今天Sell Side的分析師, 開始調高目標價, 市場的股價也開始反應, 未來一週NVDA將重新回到美股市場的焦點, 今天我們要分析NVDA Sell Side怎麼看待這次NVDA的財報預測, 以及實際上Buy Side的倉位及操作, 從
    Thumbnail
    Hi 大家好,我是Ethan😊 相近大家都知道保濕是皮膚保養中最基本,也是最重要的一步。無論是在畫室裡長時間對著畫布,還是在旅途中面對各種氣候變化,保持皮膚的水分平衡對我來說至關重要。保濕化妝水不僅能迅速為皮膚補水,還能提升後續保養品的吸收效率。 曾經,我的保養程序簡單到只包括清潔和隨意上乳液
    Thumbnail
    如果有一個小女孩說自己長大想成為「恐龍博士」,你會有什麼樣的反應?而這個小女孩若是自己的孩子,身為父母的你又會如何因應呢? 《熱愛恐龍的女孩,最終成為激勵人心的古生物學家》這本書講述的便是作者木村由莉從小立志成為「恐龍博士」的故事,而追求夢想的過程並非只在腦中幻想,而是透過實際的行動去探詢
    Thumbnail
    ​充實的感覺真好~ 最近去進修了熱蠟除毛男生版! 這是受我先生和他的兄弟們影響,原來有一派男生是喜歡乾乾淨淨沒有毛的~因為他們覺得有毛容易出汗、悶臭,也覺得影響外觀形象,熱蠟除毛清清爽爽很舒服。
    Thumbnail
    相信孩子,從小讓孩子探尋自己的喜好,把握早期尋找興趣的重要時機,點燃孩子對未來的熱情,成為自己擅長領域中的職人,是我們成人的責任。
    Thumbnail
    ​這年頭經營副業挺正常的,看到身邊好朋友們紛紛投入美業,做美甲、做霧眉、接睫毛,利用下班時間或周末,從興趣延伸出額外收入,讓我覺得挺不錯的!很心動! 加上我本身也很喜歡看這類型的照片影片,或是逛逛美業版,覺得自己也可以來嘗試看看~
    Thumbnail
    我們知道熱力學主要是研究功與熱之間的能量轉換,跨領域的結合工程、物理與化學的一門學問,專注在系統與外在環境間能量的交互作用。熱力學三大定律表示物理學中的基本原則,此理論描述了能量的流動和轉化。在伴侶的關係也是有相同的理論。
    Thumbnail
    #停課不停學 第二天 5/19下午全台升級 #三級警戒(不過發佈時都被 #新垣結衣 與 #星野源 要結婚的消息蓋台了),今天應該有更多的家庭是孩子在家線上學習、父母居家辦公的吧! 平常這個時間點,上班的上班、上學的上學,各自都有自己的生活圈,現在的情況是:原本就每天共同生活十二、三小時的人,變成了二
    Thumbnail
    之前有媽媽問我說「從小學習第二外文好嗎?」「會不會連中文都顧不好啊?」「很多海外的媽媽都不確定一次教兩種語言,孩子會不會都學不好?」 語言這種東西,#當然是越早學越好啊!
      日本有一間保險公司,發行了一批頭獎500萬美元的彩票,每張彩票以1美元的價格賣給自家的員工,其中有一半的彩票是買家自己選號碼的,另一半的彩票則是賣家選號碼的,到了抽獎的那天,公司專門派調查人員找那些買彩票的人,並對他們說自己的朋友想買彩票,希望他們能把彩票讓出來,那麼他們會以多高的價格來出售自己