请问，如果热力学三定律早出现两千年先人们就造不出风车水轮了因为它们不符合温差理论呀

应该是姆潘巴效应…穆宾巴效应人们一般都承认了穆宾巴效应(有些地方称姆潘巴效应).参考如下:不同环境下水的热能聚散原理是说：水在0摄氏度以上的环境与0摄氏度以下的环境里热能聚散变化是不同的。举例来说，500克10摄氏度的水在0摄氏度以上的环境内使其降低1摄氏度与在0摄氏度以下的环境内使其降低1摄氏度其释放出的热量大小是不同的。为了方便研究，单位取卡、克、秒、厘米、摄氏度，我们假定装水的容器是绝热的，只留一个口，使水中的热量与外面能够交流，取这个口的面积为S，水的散热率为K，温度为T1，质量为M，释放热量为Q，热量流出的速度为V。容器外空气的温度为T2—400C时，（T1+80）/（T1—2T2）>1；T2—400C时，根据数学知识，F与T1成正比，即水的温度T1越高，水结冰的时间越短，既T1=50时F的值比T1=10时F的值大，说明水温度高，反而结冰快，温度低反而结冰慢。当T2—400C时,水的温度高，结冰反而快。既温水比冷水结冰快使人百思不得其解，感到十分的困惑。因为，任何温度较高的水通过降温，总是要到达温度较低的某一点，并只能从这一点往下才可降到0度的冰。一般讲，这一降温过程所需的总时间等于从温度较高点到温度较低点的降温时间加从这一点降到0度冰的降温时间。但现在的问题是：将上述降温过程分开来进行，则水从温度较低的点到0度冰的降温时间将会大于从温度较高的点到0度冰的降温时间。得出两个相互矛盾的结论，问题何在？定量的水在结冰过程中表现出的上述奇异特性与0度的水转化为0度的冰有关。在（4）（5）式中取掉80这一因子，就会表现为无论水的温度T1取何值，总是F<1，既水的温度高，结冰慢；水的温度低，结冰快的自然现象。而80这一因子正是一克的0度的水转化为0度的冰所释放的热量。根据水降温的一般原理，1克的水，温度下降1度只能释放1卡的热量，显然，这不包括将水的温度降到冰0度时释放的热量。考虑0度水变为0度冰的溶解热，由（1）式得知，1克的水温度下降1度释放的热量平均为（1+80/T1）卡，是与水的温度有关的变量，并且水的温度越低，温度下降1度时需要释放的热量越高。另一方面，根据（2）式，予留的散热口中，1平方厘米散热口在一定的水温与降温环境温差下，散出的热量是恒定的。既为K（T1—T2）。因此，就会出现单位面积需要散出的热量越高，需要的时间越长的现象。但是，单位面积散热的速度有与环境温度T2<0有关，环境温度T2的值越来越小,则单位面积散热的速度会越来越快，当环境温度T2超过一定的值时，就会出现降温的时间与水的温度无关，或者水降温的时间与水的温度成正比的现象。举例来说明，我们将1克50度的水降温到冰0度，分两步进行，先由50度降到10度，再由10度降到0度。因为降温环境温度T2不同，水温降到10度时会出现两种情况：（一）水中含有的可释放热量小于（10+80）卡。（二）水中含有的可释放热量等于（10+80）卡。在情况（一）时，分别将1克50度的水降温到冰0度所需的时间与1克10度的水降温到冰0度的时间比较，又可分为三种情况：（1）前者大于后者。（2）前者等于后者。（3）前者小于后者。至于是那种结果是由环境温度T2决定的。但有一点是肯定的，经过降温到10度的水因为其含有的可释放热量小于（10+80）卡，所以比自然中得到的10度的水{可释放热量（10+80）卡}降到冰0度的时间要短。在情况（二）时，水温降到10度时，水中含有的可释放热量等于（10+80）卡。因此，应与从自然中得到的10度的水{可释放热量（10+80）卡}降到冰0度的时间相等，此时无论环境温度T2如何变化，1克50度的水降温到冰0度所需的时间要比1克10度的水降温到冰0度所需的时间要长。上述结论证明了我们的结论（二），既温水在冷冻过程中散热机理早已被人们所揭示，并不存在未被认知的机理。上述研究表明，在不同的环境温度下，同样温度的水会有两种不同的状态，既其内含的热量会有差别。由于我们研究的环境温度T2是在00C以下，因此，我们有理由相信，00C以下环境1克100C的水与00C以上环境1克100C的水是有区别的,既其内部所含热量可能不同，这是造成同样温度的水在不同环境下结冰所需时间不同的原因。参考自百度百科

熵增原理在生活的方方面面都有体现。以下摘自《奥数是个替死鬼》

第十二章 不可抗拒的自然法则

人类总是不停的忙碌企望建立一个有序的社会，但在我们周围由无序引起的耗费却越来越大。 ——泰勒•米勒

如果一个居民小区的业主抱怨空气质量不好，那物业能做什么呢？在满小区喷洒空气清新剂吗？这只会更糟。他可能得去找附近的工厂，可能得通报市政府，甚至关注一下哥本哈根的气候会议。
任何一个领域的问题都不是孤立存在的，教育的问题看上去很大，但跟其他的领域相比，很难评价哪个更糟或者更好。奥数班更是这个越转越快、压力越来越大的疯狂社会里一个非常正常的小局部，和周围的一切相辅相成。
要分析奥数的事儿，不说到这儿就不是我的观点，如果仅仅归咎于压力大，那还是跟没说一样，也解决不了任何问题。孩子压力大，谁是罪魁祸首？公立学校要看成绩、主管机构左右为难、公司企业必须生存、家长老师身不由己，我们其实都是栓在一条绳上的蚂蚱，就如同压力的传递，批评别人往往就是批评自己。如果这条绳上所有的蚂蚱过得都挺难受，那怪谁都不合适，一定是绳子出了问题。

看上去很美
我们每天都有很多建设成果和发明创造。前天解决了一个拥堵路口、昨天消灭了一个污染源、今天理顺了一个办事流程、明天堵住了一个软件漏洞，成绩是明摆着的，可是这些事儿怎么总也干不完？而且，要解决、要消灭、要理顺、要堵住的东西好像越来越多了。我们如今太忙了，有的时候问题出现了，顾不上回想曾经的乐观。其实，只要我们暂时撇下充斥耳目的新闻，看着我们身边不断增加的各种新鲜玩意儿，翻翻它们粉墨登场时带给人们的美好憧憬，这如同悖论般的现象比比皆是。
当手机出现的时候，人们看到了挣脱束缚的希望，再也不必天天去办公室了。后来，整个世界都变成了办公室。
电冰箱的任务是保鲜。但现在，如果你家的电冰箱利用得很充分，那么你一定经常吃不太新鲜的东西。如果利用得不充分，那么它在白白消耗电力。
今天，数码相机已经是生活必需品了，跟它相比，传统相机简直太拙劣了，三十几张的胶卷够干什么的，而且还不方便修改和传播。但这只是最初的印象。相机的进化让我们郊游时盯着相机的时间比看美景的时间还长，快速的更新换代、越来越厚的说明书需要不断花精力去学习。拍照时的草率使照片数量急剧增加，之后是软件、电脑屏幕和硬盘的更新换代，以及坐在电脑前长时间的筛选。最终，你维护了一个不断扩容的大型图片库，而其中的绝大多数照片这辈子都难有机会再看一眼。与此同时，一家人闲暇时围坐在一起看相册的天伦之乐已永远消失。
看看一百多年前的杂志上对汽车的描述，你可能会笑掉大牙：“普及汽车可以改善城市环境，这对于汽车在我们今后生活中将要起的作用是一个恰如其分的评价。轻型橡胶轮胎汽车行驶起来快速无声，使街道保持干净、无尘和无味，由此减少一大批由现代大都市生活引起的紧张、注意力不集中和神经过敏的患者。” 今天，即便是酷爱驾驶的人恐怕也不能认同这些观点了。一旦拥有了汽车，看似效率附体，但是这样一个大件会极大地冲击原有的生活节奏，带来各种未知的麻烦和风险。你必须定期缴纳各种费用、加油并经常关注油价、留意天气适时清洗维护、关注路况和限行信息等等。此外，路上的搏斗、找车位、拥堵和事故让你丧失自由、气急败坏。运动的减少让你必须再找时间锻炼或者付出健康的代价。更严重的是，为了不让每月多出的费用降低生活质量，你必须更努力地工作挣钱。
别总觉得一百年前的人有多么愚昧，现如今不也有人在大肆宣扬高速铁路是绿色环保交通工具吗？这样的故事还在不断上演。这些东西最初所象征的都是如出一辙的轻松自由，但人们的憧憬却一次次落空。当然，它们一定会在某些特定的时刻给你带来莫大的方便，但整体的负面效果却在劫难逃。只要观察得够全面，随便找个东西都可以讲出类似的故事。人们一向认为，这些东西身上的缺点的确存在，但它是发展中的问题，一定会随着技术进步而得到解决。我有一次下课之后和一个忙碌的教务聊到这个话题，她显然也是这么乐观：“你想想，将来要是发明出什么都会干的万能机器人，我不就轻松了吗？”会有这样的机器人吗？不会！即便有，人也只会比现在更忙、更累、蓝领工作更多。这不是一个见仁见智的社会学预测，而是一个严谨的、物理学上的坚定回答。

熵增加原理
熵的概念，我是在大一的工程化学课上第一次接触到的，当时由于过于注重公式计算，我对它的含义完全没弄明白。在随后的普通物理课上原样又学了一次，留下的印象还是一堆乱码。直到后来成为了一个还算有点上进心的老师，才终于通过一些可爱的科普书和纪录片对它有了一些感性认识。
熵，是描述系统无序程度的物理量。例如，一个盒子中间有个挡板，左边有空气，右边没有。将挡板撤掉，空气就会自发地均匀散布到整个盒子之中。空气从聚在一头，到扩散到整个空间，它的无序性增加了，也就是熵增加了。其实基本道理就这么简单，这就是著名的熵增加原理，也就是热力学第二定律[1]。看上去很学术，但它描述的就是上面这个显而易见的事情。对于原文我们可以不必过于关注，只需要从几个方面了解它的意义就行了。
还是回到盒子里的空气吧，它已经均匀分布在整个盒子之中了，也就是说处于最无序的状态。这时候要想让空气重新回到半个盒子的样子，仅仅放回挡板是不行的，必须用活塞使劲从一边推到中间，这就是做功。单看盒子里的空气，熵减少了，但空气受到了外界的影响，也就是说它不是孤立系统，如果把做功者也考虑进去，总熵一定还是在增加。
熵增加原理还有一些推论或者说其他的表述方式，比如热量总是由高温物体传向低温物体，或者能量总是从可用的形式转化为不可用的形式。举个例子，我如果使劲搓手，手会被搓热。在这个过程中，可以认为我通过搓手做功将动能完全转化为了热能。但倒过来，我却无法利用这些热能去做功驱动我的双手运动相同的次数，像倒放电影一样回到最初的状态。原过程是熵增加的，要想回去则熵必须减少，所以这个过程是不可逆的。
也就是说，做功所导致的能量转换一定是有熵增加的，再回去看看刚才的盒子，当空气被推回半个盒子的状态时，做功者熵的增加比空气熵的减少幅度要大，因此整体而言熵还是在增加，而且比做功者什么都不干要增加得快得多。
既然说到热力学第二定律，就不能不提更著名的第一定律 ——能量守恒定律。千百年来，人类一直梦想着制造出永动机从而获得永久的安逸。能凭空创造能量的就是第一类永动机，它因违反热力学第一定律而无法实现。能让能量转着圈循环利用的就是第二类永动机，它因违反了热力学第二定律而成为泡影。
由此，现实世界的运行可以简单概括为从能量的可用性到无序的熵的转化。这话其实很好理解，我们把石油、煤这些东西挖出来烧掉，这个过程中，能量虽然没有减少却从可用的状态转化为不可用的状态，所以我们要用能量就还得再去挖。而更糟糕的是，与此同时，世界的无序性增加了。

现实意义
熵增加？和前面讨论的内容有关系吗？别忘了，如果把化学、生物什么的都算作是广义的物理的话，生活里包括工作、学习在内的每一个细节都是物理过程，这些屹立不倒的物理定律每天都在被无数次验证着。如果我们能以熵增加的眼光来看待周遭的世界，那么在最初的惊讶之余，几乎所有的困惑和危机都有了答案。
在生活中，熵增加原理所带来的结果看上去有点残酷。概括来说，就是你越是想让一个地方有序，就越是会导致总体的更加无序。你付出的努力越多，使用的技术越高级，所导致的总体无序程度就越大。
举个简单的例子，就说让人眉开眼笑的大金条吧，12.5公斤一个。金条成份单一、形状规则，这就是有序，它是人类通过做功让相对无序的矿石有序化而提炼出来的。根据熵增加原理，总体效果应该是更无序化，这12.5公斤是有序了，无序的是什么呢？12.5公斤的金子是从几百吨矿石中提炼的，除了这微不足道的十几公斤以外，其余的都变成了有很大毒性的废弃物。而且，根据熵增加原理，这些废料会不断扩散，威胁周围的生态系统。
在环境治理中，如果要把一处脏乱差的地方收拾干净，就需要把垃圾收集起来运到其他地方。垃圾的总量并没有减少，而垃圾的运输过程需要消耗能源产生污染，运得越远代价就越大。收集、运输垃圾所使用的各种机械工具也需要制造，制造的过程虽然没有炼金子费劲，但还是会消耗大量的能源并产生几十倍于成品的废弃物。当然，工具是重复使用的，后一种代价会均摊到每一次使用的过程中。垃圾的各种处理方法也是类似的过程，所以别指望垃圾从你面前移走后就会就此消失，等外面没地方了它就会重新堆回我们的面前。
回到家庭生活中，我要把衣服弄干净，就衣服这个局部来说，它有序了，获得了熵减少。如果是用洗衣机完成这件事情，现在我们看看代价：①一次性代价：洗衣机消耗了小半度电，根据煤电的效率，这相当于燃烧了近一斤煤并排放了上千升二氧化碳；洗涤剂中的化学品伙同污渍一起进入了水循环；衣服本身的磨损等等。②均摊代价：洗衣机、衣架、洗涤剂等用品需要生产和包装；未来这些物品废弃后都会成为垃圾；水、电基础设施的建设和维护等等。相比之下，拿大棒子在小溪边捶打所带来的熵增加可谓九牛一毛。也就是说，我用的洗衣方式越高级，所导致的整体无序就越严重。不光是洗衣机，所有标志着我们的生活在进步的家用电器，其总体结果都是如此，越高级对环境的伤害越大。
从上面的例子可以得到一个结论：把一个地方弄干净一定会导致另外一个地方变脏，而且从总体来看一定比操作之前要更脏。那人们为什么还要这样做呢？因为局部暂时的效率、光鲜就在自己眼前，而污染和各种代价可以说是由全社会、全人类共同承担的。而地球很大、人类很多，通常人们无法在自己周围的整洁高级和世界上某地的落后肮脏之间建立起什么必然的联系。
在这些过程中，可不能误认为收获都是自己的，代价都在别人身上。别忘了，我们每个人都既是上游，又是下游，都会感受到整体环境的恶化和工作量的增加。所以，局部利益和整体利益并不矛盾。更复杂的技术、更大的能源需求、更繁重的垃圾处理工作，这些都不光是别人的事儿，我们每个人在别人眼里都是别人。

疲惫之源
在这种恶性循环之下，我们当然累坏了。这就好比一条蛇要追自己的尾巴，追得越努力目标就跑得越快，目标跑得越快就越需要追得努力，最终累垮在地。蛇追尾巴，看上去十分可笑，但人追逐有序的过程实际上就是这样的一场游戏。
人们越是想让一切井井有条、越是发明高级的效率化身、越是追求光鲜的物质生活，就越是在疯狂的制造无序。其结果就是社会的整体工作量与日俱增，而环境却越来越恶劣。看上去那些先进玩意儿都在给创造方便、节省时间，但我们省下来的时间远远不够替它们料理后事。前面已经举过数码相机、汽车的例子，那些都还只是对个人这个小局部的影响，在整体上远远不是它们所制造的全部麻烦，只不过我们没有把自己的疲惫和这些东西联系在一起。
为什么万能的机器人不能给我们带来幸福？因为它不是动画片里可以无视物理定律的机器猫。精密本身就是一种代价，要制造和维护万能机器人意味着学不完的专业知识、复杂的制造工具工艺、大量特殊材料的开采和提炼等等等等，每一个过程都在增加全社会的工作量，并有大量的污染和垃圾喷涌而出。先不说它的贡献，只要它能把自己制造的垃圾和废料处理干净就已经是伟大的第二类永动机了。再从经济现实来说，一个人得挣多少钱才能买得起这样的机器人？如果它真的把所有工作都干了，你又是怎么挣来钱的？别的地方也都是这样的机器人吗？不会是幻想着只有自己像康夫一样独享这样的小神仙吧。
由于生活中每一个细节归根结底都是广义的物理过程，所以这个故事可以套用在任何地方。例如在社会生活中，规章制度越多、越细致入微，它就越是会拘泥于局部利益，而带来整体的巨大耗损，这就是法律法规上的熵增加。在购物上，琳琅满目意味着挑选、犹豫的时间大幅增加，但不同商品的本质区别完全无法得知，最终的取舍将只好交给广告、价格、包装这些非核心信息上，反而大大增加了购物的盲目性。在交通方面，有人说当年即便是皇上从天津回北京也得走一整天，今天半小时就到了。这太片面了，皇上可不是家住天津却天天跑北京去上班。交通工具的提速缩短了某个具体行程的时间，但整体上它促进了城市规模的恶性膨胀，使绝大多数人在平常日子里的生活效率直线下降。
在这个过程中，传播工具的进步创造了无序的传媒，海量无序的信息将我们包裹得严严实实，夺走了我们感受生活的时间，甚至使我们丧失了感受生活的能力。结果，人们越是劳累，就越是想努力挣钱以挣脱这一切，幻想着有朝一日变身为媒体上那些令人羡慕的角色。所有企业都加大了营销力度，广告充斥而来，进一步煽动着每个人的物欲。无数高级物品以轻松为卖点进入寻常百姓家，但家里的科技含量越高，越是需要无微不至的技术支持。要么自己好好研究，要么花时间跟商家周旋。随着人们越来越忙，一次性用品大量增加，随之而来的就是相关垃圾的疯狂产生。给这些垃圾找地方反过来又成了整个社会的艰巨任务。在这个压力不断盘升的商业链条里，我们都是始作俑者，也都是受害者。
而孩子降生其间，当然会被拽进来。无序信息的包裹让他们对生活、对科学缺少淳朴直接的理解；丰足的物品扰乱了脑子里的头绪；大人们越来越忙，考试必然走向机械化。那些高级物件所带来的风险和负面效果让家长惶惶不可终日，带着孩子左避右闪，再加上由于脱离生活而产生的学习困难、商业的渗透和对未来的恐惧，都促使他们更多地走进教室，但结果又是更远地走出生活，开始了下一轮恶性循环。如果这种经济模式、这种消费主义、这种对科技盲目崇拜的思想不扭转，在这个过程中找出任何一个群体、单位、或个人作为替罪羊并加以制裁都会增加熵，并带来更大的混乱。

可持续生存
所以，我们的疲惫就是源自对金钱、对发展、对有序的盲目追求，而这种追求在整体上是毫无希望的。根据熵增加原理，少数人的先进背后，一定是大多数人的痛苦支撑。听上去好像有点绝望，这理论靠谱吗？既然恶性循环了这么多年，累是累点儿，可为什么大家确实都有盈余，社会总财富也的确在增加呢？
当然，人类总是在不断颠覆前人的观点，但热力学第二定律自从一个半世纪前提出以来却一直是掌控一切的天条。熟悉熵的朋友都知道，熵增加的确定性和时间的方向性在物理上几乎是等效的。也就是说，如果你相信时光不可倒流，那就等同于承认了熵增加原理。英国物理学家爱丁顿对于这个定律的重要性有过一个生动的描述：
熵增加原理——热力学第二定律的地位，我认为在自然定律中应该是最高的。如果有人对你说：喂！伙计，你崇拜的宇宙理论有悖于麦克斯韦方程！这时我觉得倒霉的应该是麦克斯韦方程。但如果你的理论被发现与热力学第二定律不符，那我可以告诉你，除了陷入深深的耻辱外，别再做其他任何指望。
显然，让时光倒流更具颠覆性，还是相信爱丁顿吧，一定是我们所信奉的经济理论包含着重大的问题。其实，只要从我们尴尬的内需拉动就可以找到端倪。中国的这片土地，十几亿人的需求还不够吗？在各种资源都紧巴巴的情况下竟然还需要拼命制造需求，这样的经济模式不荒谬吗？这拼的可真的是命啊！大家一起消费，一起簇拥着GDP红火增长的经济模式是以地球无限大、资源无限多为前提的。当人口还不是这么多的时候，当人类“改造”自然的能力还不太强的时候，当我们根本没有什么能耐搞全球化的时候，这一前提可以近似成立。但今天，危机已经多得让人应接不暇了。
可是，欧美人民的好榜样太诱人了，他们真的在过着我们所向往的“高级”生活。这就是整体和局部的关系，只要能够找到更大的承担代价的地方，保持局部的有序当然没问题。在我们周围，同样有很欧美的区域，但更多的还是“需要治理”的地方。根据熵增加原理，这两种地方之间的比例会如何演绎不言自明。除非中国能够作为一个整体找到一个更落后的地方，它愿意并且有能力成为我们的工业园和垃圾场，就跟欧美现在的做法一样。但地球有多大呢？我们这样一个十几亿人的大国，再找下家谈何容易。
面对危机，“可持续发展”变成了一个热门词汇，可是我们为什么像着了魔似的非得“发展”不可？我们在生活上想要追求的最本质的东西到底是什么？是快乐健康、悠闲自在还是紧张忙碌、学无止境？既然“城市让生活更美好”[2]，为什么建设了半天之后，稍有点时间我们就忙着往外跑？别忘了，在热力学第二定律面前，那些催着我们必须拼命“增长”的经济理论有着根源性的疏失。科技越发达、经济越增长，熵增加就越快。在能源和环境问题日益全球化的今天，欧美师傅自己都有点扛不住了。我们作为一个人口和资源矛盾如此尖锐的地方，看看怎样才能“可持续生存”才是当务之急。
美国科学家加德纳和萨博曾经这样精辟地描述经济：“如果一位外星人对一百年来地球人的活动作一记录，他可能会作出以下结论：人类所有经济活动的真正目标就是把原始物质变成有毒的废物，并采用燃烧、掩埋或者倾倒到海里的方式来逃避它们对人类的伤害。”
所谓原始物质，也就是石油、煤、各种矿物等等，其实都是太阳在过去几亿年里的劳动成果，而人是唯一会制造垃圾的生物，我们所生产的垃圾还要指望太阳每天一点一点地去处理。有的专家会告诉我们，不用担心熵增加，因为地球不是孤立系统，太阳有源源不断的能源输入。的确，那些矿产和化石能源就是太阳的不懈努力在地球上存下的熵减，但以今天人类的能力，正反两方面的速度太不成比例了。在原料方面，几亿年的成果，我们用短短一百年烧掉了一半；在垃圾方面，塑料自从发明到现在，所有的成品都还在地球的某个地方顽强地存在着。理解了这个过程，问题就很清楚了。经济生活中最主要最繁重的工作都是由太阳完成的，其中一部分花了它几亿年的时间，而另一部分还几乎全部堆在案头，那是它未来漫长岁月里的任务。所谓“财富”的产生就是因为我们没有支付给太阳任何费用。想想我们为什么能够花两块钱买下一节干电池吧，抛弃之后一亩地的污染是两块钱能够挽回的么？
也就是说，我们拼了半天命，所创造的“财富”其实是个很虚无的东西，在大自然的反扑面前，它将毫无还手之力。那我们该怎么办呢？说到这个问题，最让人觉得亏得慌，因为我们原本是一个对这一切了解得无比透彻的伟大民族。

[1] 孤立系统的一切自发过程均向着使其微观状态更无序的方向发展，如果要使系统回复到原先的有序状态是不可能的，除非外界对它做功。微观状态越混乱，则该系统的熵值越大，反之越小。所以说，孤立系统的熵值是永远增加的。
[2] 2021年上海世博会主题

熵指的是体系的混乱的程度。
物理学上指热能除以温度所得的商，标志热量转化为功的程度。
热力学第三定律可表述为“在热力学温度零度（即T=0开）时，一切完美晶体的熵值等于零。”所谓“完美晶体”是指没有任何缺陷的规则晶体。据此，利用量热数据，就可计算出任意物质在各种状态（物态、温度、压力）的熵值。

熵指的是体系的混乱的程度。
物理学上指热能除以温度所得的商，标志热量转化为功的程度。
热力学第三定律可表述为“在热力学温度零度（即T=0开）时，一切完美晶体的熵值等于零。”所谓“完美晶体”是指没有任何缺陷的规则晶体。据此，利用量热数据，就可计算出任意物质在各种状态（物态、温度、压力）的熵值。

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1、热力学第三定律的思想史意义

热力学三定律的发现具有重要的思想史意义。

我们知道，在热力学第二定律的各种表述中，克劳修斯突出了热机作功中热传导的不可逆性，而开尔文则强调了功和热的转化的不可逆性。但从本质上看，他们两人的表述都反映了一切自发过程中有用能量的耗散特性，即物质运动能量的变化总是朝着从利用效率较高的能量向利用效率较低的能量的方向进行；而在这种单方向的不可逆过程中熵总是增加的。根据玻尔兹曼（L.Boltzmann,1844～1906）对熵和热力学第二定律的几率解释，熵越大表示系统宏观的无序程度也越高。克劳西斯错误地把宇宙看作一个自给系统，认为宇宙的熵将趋向极大值从而最终达到热寂状态。这就是后来人们所批判的所谓“宇宙热寂说”。但是,无论如何不能否认，正是熵的概念和热力学第二定律最先把时间箭头带进了物理学，物理世界不再只是一个如牛顿力学所描绘的存在着的世界，而且是一个演化着的世界。这是对经典物理学及其机械自然观的叛逆。

热力学对近代科学传统的叛逆，还表现于它反对在经典物理学中占统治地位的“自然过程的可逆性”概念。克劳修斯指出，能量守恒原理的正确性无可怀疑，但如果以为它证实了宇宙是永恒的循环，那就走得太远了。热力学第二定律揭示了，方向相反的变化并不总是以等量出现，宇宙在一去不复返地总朝着一个方向发展。这是对康德宇宙循环论和拉普拉斯决定论的挑战。

应当指出，热力学第二定律仅仅从一个角度开始、而没有穷尽对自然界演化机制的探讨。当时和后世的学者们则从其他角度力图寻找不遵守热力学第二定律的自然过程及其演化机制。在物理学领域里，麦克斯韦（J.C.Maxwell,1831～1879）精心设计的“麦克斯韦妖”的理想实验是第一个违背热力学第二定律的过程，它告诉我们：与自发的随机过程不同，信息和选择行为会导致有序和组织化。在物理学领域之外，生物进化论则描绘了生物界日渐多样化、复杂化的演化史，在今天看来实际是表明有机界的时间箭头是指向有序的。20世纪生命热力学揭示出，生命有机体的熵也在不断增加，而克服熵增、摆脱无序、避免死亡的“惟一办法是从环境中不断地吸取负熵”。[1]

总之，不论对于个别天体还是对生命个体而言，归根结底熵增规律都是不可违抗的，除非它们尚属于远离平衡态的开放系统。20世纪以来，对有机界和无机界演化的共同物理机制的探讨，引发了耗散结构理论、协同论和超循环论的诞生，它们为演化物理学的建立奠定了重要基础。如今，人们不仅在自然科学领域，而且在社会科学领域也开始引进“熵”的概念，用以说明各种社会建制的紊乱程度及其克服方法。美国社会学家里夫金和霍华德题为《熵——一种新的世界观》的专著就建议用“熵”的观点来分析社会现象和处理社会问题。

热力学定律的发现及理论
化学反应不是一个孤立的变化过程，温度、压力、质量及催化剂都直接影响反应的方向和速度。
1901年，范霍夫因发现化学动力学定律和渗透压，提出了化学反应热力学动态平衡原理，获第一个化学奖。
1906年能斯特提出了热力学第三定律，认为通过任何有限个步骤都不可能达到绝对零度。这个理论在生产实践中得到广泛应用，因此获1920年化学奖。
1931年翁萨格发表论文“不可逆过程的倒数关系”，阐明了关于不可逆反应过程中电压与热量之间的关系。对热力学理论作出了突破性贡献。这一重要发现放置了20年，后又重新被认识。1968年获化学奖。
1950年代，普利戈金提出了著名的耗散结构理论。1977年，他因此获化学奖。这一理论是当代热力学理论发展上具有重要意义的大事。它的影响涉及化学、物理、生物学等广泛领域，为我们理解生命过程等复杂现象提供了新的启示。
热力学第零定律
如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡。这一结论称做“热力学第零定律”。
热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和温度的测量方法。
定律中所说的热力学系统是指由大量分子、原子组成的物体或物体系。它为建立温度概念提供了实验基础。这个定律反映出：处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数，这个状态函数被定义为温度。而温度相等是热平衡之必要的条件。
热力学中以热平衡概念为基础对温度作出定义的定律。通常表述为：与第三个系统处于热平衡状态的两个
系统之间，必定处于热平衡状态。
热力学第一定律
基本内容：热可以转变为功，功也可以转变为热；消耗一定的功必产生一定的热，一定的热消失时，也必产生一定的功。
普遍的能量转化和守恒定律在一切涉及热现象的宏观过程中的具体表现。热力学的基本定律之一。
表征热力学系统能量的是内能。通过作功和传热，系统与外界交换能量，使内能有所变化。根据普遍的能量守恒定律，系统由初态Ⅰ经过任意过程到达终态Ⅱ后，内能的增量ΔU应等于在此过程中外界对系统传递的热量Q 和系统对外界作功A之差，即UⅡ－UⅠ＝ΔU＝Q－A或Q＝ΔU＋A这就是热力学第一定律的表达式。如果除作功、传热外，还有因物质从外界进入系统而带入的能量Z，则应为ΔU＝Q－A＋Z。当然，上述ΔU、A、Q、Z均可正可负。对于无限小过程，热力学第一定律的微分表达式为
dQ＝dU＋dA因U是态函数，dU是全微分；Q、A是过程量，dQ和dA只表示微小量并非全微分，用符号d以示区别。又因ΔU或dU只涉及初、终态，只要求系统初、终态是平衡态，与中间状态是否平衡态无关。
热力学第一定律的另一种表述是：第一类永动机是不可能造成的。这是许多人幻想制造的能不断地作功而无需任何燃料和动力的机器，是能够无中生有、源源不断提供能量的机器。显然，第一类永动机违背能量守恒定律。
热力学第二定律
1、克劳修斯说法：不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。
2、开尔文说法：不可能从单一热源吸取热使之完全变成功，而不发生其他变化。从单一热源吸热作功的循环热机称为第二类永动机，所以开尔文说法的意思是“第二类永动机无法实现”。
为什么没有永动机，就是因为有熵的原因。
TdS = dU+pdV und Qrev=TdS
熵及熵增原理
克劳修斯首次从宏观角度提出熵概念(S=Q/T)，而后波尔兹曼又从微观角度提出熵概念(S=klnW),其两者是相通的,近代的普里戈金提出了耗散结构理论,将熵理论中引进了熵流的概念,阐述了系统内如果流出的熵流(dSe)大于熵产生(dSi)时,可以导致系统内熵减少，即dS=dSi+ dSe<0，这种情形应称为相对熵减。但是，若把系统内外一并考察仍然服从熵增原理。
熵增原理最经典的表述是：“绝热系统的熵永不减少”，近代人们又把这个表述推广为“在孤立系统内，任何变化不可能导致熵的减少”。熵增原理如同能量守恒定律一样，要求每时每刻都成立。关于系统现在有四种说法，分别叫孤立、封闭、开放和绝热系统，孤立系统是指那些与外界环境既没有物质也没有能量交换的系统，或者是系统内部以及与之有联系的外部两者总和，封闭系统是指那些与外界环境有能量交换，但没有物质交换的系统，开放系统是指与外界既有能量又有物质交换的系统，而绝热系统是指既没有粒子交换也没有热能交换，但有非热能如电能、机械能等的交换。
[编辑本段]热力学第三定律
有各种不同的表达方式。对化学工作者来说，以普朗克（M.Planck,1858-1947,德）表述最为适用。它可表述为“在热力学温度零度（即T=0开）时，一切完美晶体的熵值等于零。”所谓“完美晶体”是指没有任何缺陷的规则晶体。据此，利用量热数据，就可计算出任意物质在各种状态（物态、温度、压力）的熵值。这样定出的纯物质的熵值称为量热熵或第三定律熵。此定律还可表达为“不可能利用有限的可逆操作使一物体冷却到热力学温度的零度。”此种表述可简称为“绝对零度不可能达到”原理
热力学第三定律认为，当系统趋近于绝对温度零度时，系统等温可逆过程的熵变化趋近于零。第三定律只能应用于稳定平衡状态，因此也不能将物质看做是理想气体。绝对零度不可达到这个结论称做热力学第三定律。

永动机是一类想象中的不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。历史上人们曾经热衷于研制各种类型的永动机，其中包括达芬奇、焦耳这样的学术大家（中国的国民革命军将领黄维在被中国人民解放军俘虏后也一直从事永动机的研制，直到逝世)，也包括一些希望以永动机出名和获利的骗子。在热力学体系建立后，人们通过严谨的逻辑证明了永动机是违反热力学基本原理的设想，从此之后就少有永动机的研究者了。不过从一个侧面也可以认为，人类对永动机的热情以及制造永动机的种种实践，推动了热力学体系的建立和机械制造技术的进步。

1775年法国巴黎科学院通过决议，宣布永不接受永动机，现在美国专利与商标局严禁将专利证书授予永动机类申请，而永动机这个名词现在更多地作为一种修辞被用来描述那些充满活力，不知疲倦的人。

第一类永动机
第一类永动机是最古老的永动机概念，这一类永动机试图以机械的手段在不获取能源的前提下使体系持续地向外界输出能量。历史上最著名的第一类永动机是法国人亨内考在十三世纪提出的“魔轮”，魔轮通过安放在转轮上一系列可动的悬臂实现永动，向下行方向的悬臂在重力作用下会向下落下，远离转轮中心，使得下行方向力矩加大，而上行方向的悬臂在重力作用下靠近转轮中心，力矩减小，力矩的不平衡驱动魔轮的转动。十五世纪，著名学者达芬奇也曾经设计了一个相同原理的类似装置，1667年曾有人将达芬奇的设计付诸实践，制造了一部直径5米的庞大机械，但是这些装置经过试验均以失败告终。

除了利用力矩变化的魔轮，还有利用浮力、水力等原理的永动机问世，但是经过试验，这些永动机方案要么被证明是失败的，要么被证明是骗局，无一成功。

1842年荷兰科学家迈尔提出能量守恒和转化定律；1843年英国科学家焦耳提出热力学第一定律，他们从理论上证明了能够凭空制造能量的第一类永动机是不能实现的。热力学第一定律的表述方式之一就是：第一类永动机不可能实现。

第二类永动机
在热力学第一定律问世后，人们认识到能量是不能被凭空制造出来的，于是有人提出，设计一类装置，从海洋、大气乃至宇宙中吸取热能，并将这些热能作为驱动永动机转动和功输出的源头，这就是第二类永动机。

历史上首个成型的第二类永动机装置是1881年美国人约翰·嘎姆吉为美国海军设计的零发动机，这一装置利用海水的热量将液氨汽化，推动机械运转。但是这一装置无法持续运转，因为汽化后的液氨在没有低温热源存在的条件下无法重新液化，因而不能完成循环。

1820年代法国工程师卡诺设计了一种工作于两个热源之间的理想热机——卡诺热机，卡诺热机从理论上证明了热机的工作效率与两个热源的温差相关。德国人克劳修斯和英国人开尔文在研究了卡诺循环和热力学第一定律后，提出了热力学第二定律。这一定律指出：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。热力学第二定律的提出宣判了第二类永动机的死刑，而这一定律的表述方式之一就是：第二类永动机不可能实现。

永动机骗局
历史上曾经无数人痴迷于永动机的设计和制造，在热力学体系建立之前，这些人中即有科学家，也有希望借此成名发财的投机者，而热力学体系建立后，致力于永动机设计的除了希望打破现有科学体系的“民间科学家”外，更多的则是一些借永动机之名牟取钱财的骗子。

历史上著名的永动机骗局有：

自动轮骗局：1714年，德国人奥尔菲留斯声称发明了一部名为自动轮的永动机，这部机器每分钟旋转六十转，并能够将16公斤的物体提高相当的高度，当他宣布了这一消息并进行了公开实验后，名噪整个德国。1717年一位来自波兰的州长在验看了安放自动轮的房间后，派军队把守这座房屋，40天他发现自动轮仍在转动，便给奥尔菲留斯颁发了鉴定证书。奥尔菲留斯靠展出自动轮获取了大量金钱，俄国沙皇彼得一世甚至与他达成价值10万卢布的购买协议。最终由于奥尔菲留斯的太太与女仆发生争执，女仆愤而曝光，原来自动轮是依靠隐藏在房间夹壁墙中的女仆牵动缆绳运转的，整个事件是一个骗局。
王洪成骗局：中国哈尔滨人王洪成曾在1984年提出一个永动机方案，他利用他设计的永动机驱动自家的洗衣机、电扇等装置运转，不久骗局被揭穿，他制作的永动机模型是用隐藏的纽扣电池驱动的一个电动马达，而供应洗衣机、电扇运转的则是暗藏在地下的电线。1998年，王洪成的另一个骗局“水变油”被揭穿，他本人也因此入狱。
另外在1980年代的巴黎博览会上，曾展出过一种"永动机装置"：这个装置是一个不停转动的大轮子，参观博览会的观众对这架永动机非常好奇，纷纷逆旋转方向推动轮盘，以期阻止轮子的转动。这个永动装置的设计者正是利用了观众的好奇心，让他们向后转动轮盘的动作为永动机上紧发条，维持装置的运转。

永动机是可以创造的。我在知科技里就明确指出：“机械能转换成电能是伪科学”的发现给人类创造永动机和“创造能源”打下坚实的理论基础。前几天我发表了《用数学方法证明机械能转换成电能是伪科学》有几人反驳，但还没来急辩解，知科技就给我冠以民科的称呼，我的论文反成了伪科学。我气恼之下删除了知科技。对此我在这里针对他们的反驳我反驳一下。1，机械能转换成电能是伪科学伪科学的理由很多，相关证据我发表过，不再多说。2.发对我的人连电能与电动势的关系都不知道，电能=Eq,是根据电能=UIt，而I=q/t推算来的，E是电动势。E=BLV，这里的速度和动能的速度，是同一时刻的同一值。都是转子转速，因此，机械能（动能），的速度减小，电动势的转速同样减小，发电机确定时，电动势的BL是确定的，那么唯一决定电动势的只有转子转速，由此可见，机械能增大，电能增大，机械能减小电能减小，根本不存在转换关系，那人根本不提发电机，只提到电容，动能等，就能算出动能和电能相等？现实中，1千瓦电动机就能带动10千瓦发电机正常运转，空载时电压与电流的乘积，所得功率正好是10千瓦。机械能=电动机功率。是减去摩擦力做负功和耗能之后所得。因此，你的机械能=电能是怎么来的？机械能从0达到最大转速的过程是经过原点，开口向上的二次函数，达到最大转速后，是一条平行于x轴的平行线，而电能图像是经过原点的正弦函数，怎么能够相等？整个算式完全是你杜撰出来的。
有人说能量是积分量，故只有增大没有减小的，那么请问，自由落体运动的物体，从最高点落下的重力势能，达到落地点的能量如何变化，是不是落地点的能量反大于最高点的？
我退出知科技是因为你们的理论水平太差，知科技不论是非曲直就随便下定论。