1：熱力學(xué)三大定律

第一定律：能量是守恒的，可以互相轉(zhuǎn)化（比如機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能），而不會(huì)消失。

天平的兩端相平衡；

第二定律：然能量可以轉(zhuǎn)化，但是無(wú)法100%利用。在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，總是有一部分能量會(huì)被浪費(fèi)掉。

寫(xiě)成公式就是：能量的總和=有效能量+無(wú)效能量；

有效能量指的是，可以被利用的能量；無(wú)效能量指的是，無(wú)法再利用的能量，又稱為熵。所以，熵就是系統(tǒng)中的無(wú)效能量。

考慮到宇宙的能量總和是一個(gè)常量，而每一次能量轉(zhuǎn)化，必然有一部分有效能量變成無(wú)效能量（即熵），因此不難推論，有效能量越來(lái)越少，無(wú)效能量越來(lái)越多。直到有一天，所有的有效能量都變成無(wú)效能量，那時(shí)將不再有任何能量轉(zhuǎn)化，這就叫宇宙的熱寂（HeatDeath）。所以，熱力學(xué)第二定律的一個(gè)重要推論就是：熵永遠(yuǎn)在增加。

永動(dòng)機(jī)：

不消耗能量而能永遠(yuǎn)對(duì)外做功的機(jī)器，它違反了能量守恒定律，故稱為第一類永動(dòng)機(jī)。

在沒(méi)有溫度差的情況下，從自然界中的海水或空氣中不斷吸取熱量而使之連續(xù)地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)器，它違反了熱力學(xué)第二定律，故稱為第二類永動(dòng)機(jī)

2：為什么會(huì)出現(xiàn)熵？

熱力學(xué)第二定律只是定義了熵，沒(méi)有解釋熵的產(chǎn)生原因：為什么總是有一部分能量無(wú)法再利用？

1877年，奧地利物理學(xué)家玻爾茲曼（LudwigBoltzmann）對(duì)熵做出了令人信服的解釋。

他認(rèn)為，任何粒子的常態(tài)都是隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，也就是無(wú)序運(yùn)動(dòng)，如果讓粒子呈現(xiàn)有序化，必須耗費(fèi)能量。所以，能量可以被看作有序化的一種度量。熱力學(xué)第二定律實(shí)際上是說(shuō)，當(dāng)一種形式的有序化轉(zhuǎn)化為另一種形式的有序化，必然伴隨產(chǎn)生某種無(wú)序化。一旦能量以無(wú)序化的形式存在，就無(wú)法再利用了，除非從外界輸入新的能量，讓無(wú)序狀態(tài)重新變成有序狀態(tài)。

熵就是無(wú)序化的度量。考慮到無(wú)序化代表著混亂（實(shí)質(zhì)是隨機(jī)運(yùn)動(dòng)），可以得到三個(gè)重要結(jié)論：

結(jié)論1：如果沒(méi)有外部能量輸入，封閉系統(tǒng)趨向越來(lái)越混亂（熵越來(lái)越大）。比如，如果房間無(wú)人打掃，不可能越來(lái)越干凈（有序化），只可能越來(lái)越亂（無(wú)序化）。

結(jié)論2：如果要讓一個(gè)系統(tǒng)變得更有序，必須有外部能量的輸入。

結(jié)論3：當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)（或部分）變得更加有序，必然有另一個(gè)系統(tǒng)（或部分）變得更加無(wú)序，而且無(wú)序的增加程度將超過(guò)有序的增加程度。