第六卷 能量的規律 第35章 克勞胥斯的推斷
1865年,克勞胥斯引入了一個直接反映熱力學第二定律的概念--嫡,用它來表示某一種狀態可能出現的程度。如果物體的溫度為T,它的熱量為
這裏很顯然地看出,同樣大的能量,如果溫度高,則嫡大;溫度低,則熵低。由於熱量從高溫物體傳向低溫物體,因此,一個相對獨立的係統總是要沿著熵增大的方向運動。
熱機的工作也是熵增加的過程,當熵達到最大或可用的熱能最小時,熱機就不再作功了,整個係統能量守恒,處於熱平衡狀態。熵的概念說明了熱學過程的不可逆性。
但是,克勞胥斯把熱力學第二定律推廣到無限的宇宙中去,得出了"熱寂說"的結論。
1867年9月,克勞胥斯在第41屆德國自然科學家和醫生代表會上,做了題為《論熱之唯動說的第二原理》的報告,稍後擴充為《論熱力學第二原理》的著作。
在這部著作裏,克勞胥斯認為,整個宇宙的運動逐漸地、更多地轉變為熱,熱逐漸從較熱的物體轉移到較冷的物體,這樣各個物體所存在的溫度上的差別趨向平衡。
克勞胥斯進一步推斷:"在所有一切自然現象中,熵的總值永遠隻能增加,不能減少,因此,對於任何時間、任何地點所進行的變化過程,找們就會得到這樣一條簡單規律,就是宇宙熵力圖達到某一個最大的值。"
"宇宙越接近這個極限狀態,宇宙就越消失繼續變化的動力。最後,當宇宙達到這個狀態時,就不可能發生任何大的變動。這時宇宙將處於某種惰性的死的狀態中。"
這就是克勞胥斯對熱力學第二定律推論後得出的,整個宇宙的溫度必將達到均衡從而形成不再有熱量傳遞的所謂"熱寂"狀態,被稱為"熱寂說"或"熱死說"。
熱力學第二定律是一個科學定律,是不能違背的。但是熱力學第二定律隻發生在某個有限的孤立係統中,因此熱動平衡總是有限的,有條件的,相對的。而克勞胥斯否定了熱動平衡的條件性,從而作出了不恰當的推論。
就整個宇宙而言,宇宙中的運動是無限的,既有物質運動由高能狀態到低能狀態的分散,又有由低能狀態到高能狀態的聚集。恩格斯說:"放射到太空中去的熱一定有可能通過某種途徑轉變為另一種運動形式,在這種運動形式中,它能夠重新集結和活動起來。"
因此,宇宙中的熱動狀態,隻能在局部上趨向平衡,而又在總體上破壞平衡,使整個宇宙根本不可能最終達到熱平衡狀態。