熵增加定律,也稱為熵增原理或熱力學第二定律,是熱力學中的一個基本原理。它描述了在孤立系統中,熵(即系統的混亂度或無序度)只會增加或保持不變,而不會自行減少。熵的增加是由於系統中能量的不可逆轉換和分散造成的,例如熱量從高溫流向低溫的過程。這個原理不僅適用於熱力學系統,也廣泛套用於化學、生物學和其他領域。
熵增定律的數學表達式為∫dQ/T,其中dQ表示系統在過程中吸收的熱量,T表示系統的熱力學溫度。這個表達式也被稱為克勞修斯不等式,它表明在可逆過程中取等號,在不可逆過程中取小於號。
熵增定律揭示了自然界的普遍趨勢,即從有序向無序的演化。它不僅描述了孤立系統的行為,也幫助我們理解許多自然現象和過程,如化學反應的方向性、生物體的生長和衰老等。此外,熵增定律還與宇宙的最終命運相關聯,預示著宇宙最終將達到一個熵值最大的狀態,即熱寂狀態。
總之,熵增定律是理解自然界中不可逆過程和系統演化的關鍵工具。