3.2: 热力学第二定律

在寻找一种可以可靠地预测过程自发性的属性的过程中，已经确定了一个有前途的候选者:熵。科学家将系统内随机性或无序性的度量称为熵。高熵意味着高无序和低能量。为了更好地理解熵，请考虑一下学生的卧室。如果不投入精力或工作，房间很快就会变得凌乱。它将以一种非常无序的状态存在，一种高熵的状态。必须将精力投入到系统中，以学生做作业和收拾所有东西的形式，以使房间恢复到清洁和有序的状态。这种状态是低熵的状态之一。

涉及系统熵增加 （ΔS > 0） 的过程通常是自发的;然而，相反的例子很多。通过将对熵变的考虑扩展到包括周围环境，我们可以得出关于该特性与自发性之间关系的重要结论。在热力学模型中，系统和环境包括一切，即宇宙，因此以下内容是正确的:

ΔS_univ = ΔS_sys + ΔS_surr

热力学第二定律指出，所有自发变化都会导致宇宙熵的增加。表 1 总结了该过程的熵和自发性之间的关系。

表 1:过程的熵和自发性之间的关系。

本文改编自 Openstax，生物学 2e，第 6.3 节:热力学定律和 Openstax，化学 2e，16.3 热力学第二定律和第三定律。