视频字幕
热力学第二定律是物理学中最重要的定律之一，它揭示了自然过程的方向性。这个定律告诉我们，在孤立系统中，总熵永远不会减少。熵是一个描述系统无序程度的物理量。例如，热量总是自发地从高温物体流向低温物体，这个过程伴随着熵的增加。
熵是热力学中的一个核心概念，用符号S表示。从微观角度看，熵反映了系统微观状态的数量。有序的系统，比如规则排列的粒子，具有较低的熵值。而无序的系统，比如随机分布的粒子，具有较高的熵值。自然过程总是倾向于从有序状态向无序状态发展，这就是熵增加的过程。
热力学第二定律有多种等价的表述形式。开尔文-普朗克表述指出，不可能制造出只从单一热源吸热并将其完全转化为功的循环热机。这意味着任何热机都必须向低温热源排放一部分热量。克劳修斯表述则说明，不可能制造出只将热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化的循环机器。这两种表述都揭示了自然过程的不可逆性。
熵增原理是热力学第二定律的核心内容。它指出，在孤立系统中，任何自发过程都会导致总熵的增加，而可逆过程中熵保持不变。这个原理用数学式表达就是ΔS大于等于零。熵的增加反映了自然过程的不可逆性，这就是为什么我们无法让时间倒流，无法让破碎的杯子自动复原。
热力学第二定律具有深远的哲学意义。它不仅指出了时间的方向性，解释了为什么自然过程是不可逆的，还预示了宇宙的最终命运。宇宙作为一个巨大的孤立系统，其总熵在不断增加。对于非孤立系统，虽然系统本身的熵可能减少，但系统加环境的总熵仍然增加。这个定律告诉我们，宇宙最终可能达到热寂状态，那时所有能量都均匀分布，不再有任何有序结构。