隐含在热力学第二定律中的一个重要思想

虽然热力学第二定律提出已有100多年了，但物理学家对这个定律物理意义的解释还存在许多疑惑。例如，著名物理学家普利高津在《熵是什么？》一文中写道：“热力学第二定律在它建立了一百五十年之后，看起来仍然像是一个发展规划，极其不像是一个通常含义下已经完善的理论，因为对于熵的产生来说，除了给出符号之外，严格地说就什么也没有讲，甚至于连不等式的有效范围也没有确定。”［83，84］

普利高津的这段话说明，在热力学第二定律中还有许多深刻的内涵需要我们去发掘。

我们知道，所谓第二类永动机就是热效率为100%的热机，由式（17－7）不难看出：

如果让热机的效率达到100%，即式（17－2）中的η＝1，只有两种方法。

第一种方法，高温热源的温度T1等于无穷大。

第二种方法，低温热源的绝对温度T2＝0

由此可见，第二类永动机如果存在，只有两种可能：

第一种可能，在物理空间的某一区域其温度为无穷大，以这一区域作为高温热源，可以制造出第二类永动机。

第二种可能，在物理空间的某一区域其绝对温度为零，以这一区域作为低温热源也可以制造出第二类永动机。

根据热力学第二定律，第二类永动机是不存在的，因此，热力学第二定律实际上告诉我们，上面两种可能性都是不能实现的。

换句话说，在热力学第二定律中包含这样一种思想：在物理空间的任一区域或任一物体，其温度不可能达到无穷大；在物理空间的任一区域或任一物体，其绝对温度也不可以等于零。

物体的绝对温度不可以等于零，这是1912年能斯特从能斯特定理中得出的一个结果，并把它称为热力学第三定律。关于热力学第三定律，由于与本书后面讨论的内容无关，对此就不做进一步的讨论了。

通过上面讨论我们不难得出，如果把“物体的绝对温度不可以等于零”称为热力学第三定律，那么，在热力学第二定律中就可以把这种情况排除掉，于是，第二类永动机不存在这句话还可以表述为

在物理空间的任一区域或任一物体，其温度不可能达到无穷大。

这就是隐含在热力学第二定律中的一个重要思想。