传回最新照片,科学家兴奋不已
这是一条令人绝望的物理定律
对这颗诡异行星大气进行了研究
是年轻科学家站出来的时候
科学家:智商与躁郁症之间存在联

这是一条令人绝望的物理定律

2020-10-28 13:47 主页 来源:未知
这是一条令人绝望的物理定律


人类现代科技文明以物理学为基础,牛顿的经典物理学使火箭飞向太空,麦克斯韦的电磁学使现代电气工程得到发展,爱因斯坦的相对论使导航卫星定位准确,量子力学使现代电子工业得以建立。可以说,没有物理学的发展,就不会有现代科学技术文明。
 
 
广告10倍加速,200%爆率,刀刀烈火,刀刀光柱,3分钟挂出20W元宝!
 
物理学的发展离不开物理学定律的发现,物理学的几条基本定律可以构成物理学的整座大厦,来指导科学技术的发展,这就是物理学和科学技术在过去几百年里蓬勃发展的原因。
 
在这些物理定律中,有一条让物理学家既爱又恨。一些科学家宁愿这条定律是宇宙中唯一的定律,而另一些科学家则宁愿没有发现它,并称这是一条令人绝望的物理定律。这条定律就是热力学的第二定律,也叫做熵增定律。
 
 
 
热力学第一定律表明,能量是守恒的,不能无缘无故地增加或减少,所以不可能创造出一种能持续输出能量的永动机。从那时起,有人提出了另一种永动机,如果它吸收自然界的热量,驱动永动机转动,那么它就可以在不违反能量守恒定律的情况下继续进行外部工作,这便是第二类永动机。
 
 
 
然而,随着热力学第二定律的发现,人类意识到第二类永动机也是不现实的。虽然能量是守恒,但有效的能量将越来越少。煤有很高的有用能量,但燃烧产生的能量不可能完全用于工作,向外产热是必不可少的。
 
物理学家克劳斯(Klaus)引入了"熵"来描述可利用能源的多少。可用于做功的能源越多,熵就越小;有用能量越少,熵就越大。以煤为例,不燃烧的煤的熵值很小,燃烧后残渣的熵值很大。
 
 
 
在一个孤立的系统中,有用能量将越来越少,熵也会越来越大,这就是熵增长原理。如果我们继续从自然界吸收热量以实现连续的工作,从而导致有用能量的增加,就会违反熵增加的规律,因此不能产生这种永动机。
 
另一方面,熵也可以用来描述系统的混乱程度,系统的无序程度越小,有序度越高,熵越小,相反熵越大。这可以用Boltzmann熵公式来描述:S=k·logW(S是系统的熵,k是Boltzmann常数,W是微观态数),S值越大,系统的无序性越强,熵越高,这是一个将微观和宏观直接连接起来的非常好的公式。
 
 
 
对于孤立的系统,熵总是会自发地增加,有序程度会越来越小。熵增加原理是不可逆转的,比如:破镜难原、混合后的水和牛奶不能自发分离。从某种意义上说,熵的增加也代表时间的推移,时间是不可逆转的,熵只会增加。
 
这条定律让科学家绝望在哪?如果宇宙是一个孤立的系统,随着时间的推移,熵会继续增加,宇宙的混乱会越来越大,有用能会逐渐消耗。人类和其他生命都是负熵体,为了保持这种功能,我们必须不断消耗有用能,这将增加整个宇宙的熵,加速宇宙的衰败。
 
 
 
据估计,宇宙可能在10^1000年内消耗掉所有的自由能,整个宇宙将处于热平衡状态,到那时,宇宙将停止运行,生命就不复存在。