關(guān)于熱力學(xué)第二定律的詰難和佯謬

李保軍+劉艷艷+魏會(huì)娟+朱林朝

摘 要：從正反兩個(gè)方面了解熱力學(xué)第二定律，對(duì)于提高教學(xué)效果是有重要意義的。歷史上對(duì)于熱力學(xué)第二定律的詰難和佯謬主要有“熱寂說(shuō)”、麥克斯韋妖、吉布斯佯謬、洛施密特詰難、策爾梅洛詰難五種。“熱寂說(shuō)”混淆了無(wú)限和有限的界限，忽視了萬(wàn)有引力的作用；麥克斯韋妖沒(méi)有考慮到信息的性質(zhì)和作用；吉布斯佯謬只是一種形式上的佯謬；洛施密特詰難、策爾梅洛詰難則都是忽略了實(shí)際體系的隨機(jī)性質(zhì)。對(duì)五種詰難和佯謬進(jìn)行辨析可知，熱力學(xué)第二定律并沒(méi)有被駁倒。熱力學(xué)第二定律是有嚴(yán)格的適用條件，即只適用于有限時(shí)間和空間的宏觀體系。向?qū)W生介紹以上內(nèi)容有助于其對(duì)熱力學(xué)第二定律科學(xué)本質(zhì)的深入理解，也會(huì)促進(jìn)其正確應(yīng)用熱力學(xué)知識(shí)辨別錯(cuò)誤觀點(diǎn)的能力。

關(guān)鍵詞：熱力學(xué)第二定律；詰難；佯謬；辨析

熱力學(xué)第二定律是大學(xué)物理化學(xué)課程的重要教學(xué)內(nèi)容，是整個(gè)課程知識(shí)體系的理論基礎(chǔ)之一。在教學(xué)實(shí)踐中，這一部分的學(xué)習(xí)被本科學(xué)生認(rèn)為是本課程中最困難的任務(wù)。除了公式多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)繁雜等原因外，對(duì)熱力學(xué)第二定律的科學(xué)本質(zhì)的理解和把握難度較大是主要另一個(gè)原因，造成了教學(xué)效果難以提高。正確認(rèn)識(shí)這個(gè)問(wèn)題并采取必要措施，對(duì)提高物理化學(xué)教學(xué)質(zhì)量是有重要意義的。熱力學(xué)第二定律是19世紀(jì)自然科學(xué)發(fā)展所取得的偉大成果之一，它揭示了自然界宏觀過(guò)程的方向和限度問(wèn)題。……