克劳胥斯的推断
1865 年,克劳胥斯引入了一个直接反映热力学第二定律的概念——嫡, 用它来表示某一种状态可能出现的程度。如果物体的温度为T,它的热量为
Q,则熵S = Q 。
T
这里很显然地看出,同样大的能量,如果温度高,则嫡大;温度低,则熵低。由于热量从高温物体传向低温物体,因此,一个相对独立的系统总是要沿着熵增大的方向运动。
热机的工作也是熵增加的过程,当熵达到最大或可用的热能最小时,热机就不再作功了,整个系统能量守恒,处于热平衡状态。熵的概念说明了热学过程的不可逆性。
但是,克劳胥斯把热力学第二定律推广到无限的宇宙中去,得出了“热寂说”的结论。
1867 年 9 月,克劳胥斯在第 41 届德国自然科学家和医生代表会上,做了题为《论热之唯动说的第二原理》的报告,稍后扩充为《论热力学第二原理》的著作。
在这部著作里,克劳胥斯认为,整个宇宙的运动逐渐地、更多地转变为热,热逐渐从较热的物体转移到较冷的物体,这样各个物体所存在的温度上的差别趋向平衡。
克劳胥斯进一步推断:“在所有一切自然现象中,熵的总值永远只能增加,不能减少,因此,对于任何时间、任何地点所进行的变化过程,找们就会得到这样一条简单规律,就是宇宙熵力图达到某一个最大的值。”
“宇宙越接近这个极限状态,宇宙就越消失继续变化的动力。最后,当
宇宙达到这个状态时,就不可能发生任何大的变动。这时宇宙将处于某种惰性的死的状态中。”
这就是克劳胥斯对热力学第二定律推论后得出的,整个宇宙的温度必将达到均衡从而形成不再有热量传递的所谓“热寂”状态,被称为“热寂说” 或“热死说”。
热力学第二定律是一个科学定律,是不能违背的。但是热力学第二定律只发生在某个有限的孤立系统中,因此热动平衡总是有限的,有条件的,相对的。而克劳胥斯否定了热动平衡的条件性,从而作出了不恰当的推论。
就整个宇宙而言,宇宙中的运动是无限的,既有物质运动由高能状态到低能状态的分散,又有由低能状态到高能状态的聚集。恩格斯说:“放射到太空中去的热一定有可能通过某种途径转变为另一种运动形式,在这种运动形式中,它能够重新集结和活动起来。”
因此,宇宙中的热动状态,只能在局部上趋向平衡,而又在总体上破坏平衡,使整个宇宙根本不可能最终达到热平衡状态。