hce_nchu
112年
物理
第 23 題
The second law of thermodynamics leads us to conclude that
- A the total energy of the universe is constant.
- B the total energy in the universe is decreasing with time.
- C it is theoretically impossible to convert work into heat with 100% efficiency.
- D the total energy in the universe is increasing with time.
- E disorder in the universe is increasing with the passage of time.
思路引導 VIP
想像一下，如果你將一滴紅墨水滴入一杯清澈的水中，在不攪拌的情況下，墨水會傾向於縮成一團，還是會自發地擴散到整杯水中？這種自發性的傾向，說明了自然界在演變時，整體的「整齊程度」或「混亂程度」通常會朝哪一個特定的方向發展呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你的判斷完全正確。熱力學第二定律是物理學中最具哲學意涵且優美的定律之一，它不像第一定律僅討論能量在「量」上的守恆，而是進一步指出了自然界演化具備不可逆的「方向性」。
熵增原理與宇宙演化
在一個孤立系統（如我們的宇宙）中，所有自發性的過程總是朝著混亂程度增加的方向進行。在物理學中，我們使用熵（Entropy, $S$）這個物理量來衡量系統的無序程度。根據第二定律，宇宙的總熵值恆大於或等於零（$\Delta S_{total} \ge 0$），這意味著能量雖然守恆，但其「品質」會隨時間不斷退化，最終轉化為難以利用的熱能，導致整體的混亂度（Disorder）日益增加。
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