熱ねつ力學りきがく定律ていりつ

熱ねつ力學りきがく定律ていりつjit6 lik6 hok6 ding6 leot6（英文えいぶん：laws of thermodynamics）係がかり熱ねつ力學りきがく當とう中ちゅう講こう到いた嘅三さん條じょう定律ていりつ（好こう多た版本はんぽん會かい包つつみ埋うめ第だい四よん條じょう）。

熱ねつ力學りきがく定律ていりつ係がかり喺大約やく 1860 年代ねんだい嗰陣確立かくりつ嘅。每まい條じょう定律ていりつ都會とかい有ゆう某ぼう啲條件じょうけん，如果有ゆう個こ熱ねつ力學りきがく系統けいとう達いたる到いた嗰啲條件じょうけん，噉條定律ていりつ所しょ講こう嘅嘢實み會かい係がかり成立せいりつ。熱ねつ力學りきがく定律ていりつ嘅內容よう如下：

第だい零れい定律ていりつ

内うち文ぶん：熱ねつ力學りきがく第だい零れい定律ていりつ

睇埋：熱ねつ平衡へいこう

熱ねつ力學りきがく第だい零れい定律ていりつ（zeroth law）係がかり有ゆう關せき熱ねつ平衡へいこう（thermal equilibrium ）嘅。熱ねつ平衡へいこう係がかり熱ねつ力學りきがく系統けいとう有ゆう可能かのう處しょ於嘅一いち種しゅ狀態じょうたい：如果話ばなし兩個りゃんこ熱ねつ力學りきがく系統けいとう之の間あいだ成なり熱ねつ平衡へいこう，意思いし即そく係がかり話ばなし就算兩個りゃんこ系統けいとう之の間あいだ容よう許もと熱ねつ嘅流動りゅうどう，兩者りょうしゃ之の間あいだ整體せいたい上じょう都と唔會有ゆう任にん何なん嘅能量りょう流動りゅうどう－就算有能ゆうのう量りょう流動りゅうどう，「由よし 1 去さ 2 嘅能量りょう流動りゅうどう」都と會同かいどう「由よし 2 去さ 1 嘅能量りょう流動りゅうどう」互相抵消，整體せいたい上うえ兩者りょうしゃ帶たい嘅能量りょう都と冇變（no net change in energy）；如果話ばなし一個系統同自己成熱平衡，就係話ばなし個こ系統けいとう內部嘅溫度おんど完全かんぜん平均へいきん分ぶん佈而且唔會かい隨ずい時間じかん變化へんか；而如果はて兩りょう嚿唔同どう溫度おんど嘅物體ぶったい掂住而且可か以俾熱ねつ流通りゅうつう，噉兩嚿嘢遲おそ早はや會かい變成へんせい一いち樣よう溫度おんど（例れい如想像ぞう一いち個人こじん用よう手て攞住杯はい雪ゆき糕而且周圍しゅうい氣溫きおん喺攝氏し 0° 以上いじょう，啲雪糕遲早はや會かい熔）。

熱ねつ力學りきがく第だい零れい定律ていりつ講こう嘅嘢如下：

「

想像そうぞう有ゆう兩個りゃんこ系統けいとう $A$ 同どう $B$，如果佢哋兩個りゃんこ都と分別ふんべつ噉同第だい三さん個こ系統けいとう $C$ 成なり熱ねつ平衡へいこう嘅話，噉 $A$ 同どう $B$ 彼此ひし之の間あいだ成なり熱ねつ平衡へいこう。 用よう行ゆき話はなし講こう嘅話，即そく係がかり話ばなし系統けいとう之の間あいだ嘅熱平衡へいこう關係かんけい係がかり遞移嘅。

」

打だ戙嗰條じょう軸じく做時間あいだ；如果將はた兩りょう嚿溫度おんど唔同嘅物體ぶったい擺埋一齊而且俾熱喺佢哋之間流動，噉兩嚿物體ぶったい最後さいご會かい變成へんせい一いち樣よう溫度おんど。 打だ戙嗰條じょう軸じく做時間あいだ；如果將はた兩りょう嚿溫度おんど唔同嘅物體ぶったい擺埋一齊而且俾熱喺佢哋之間流動，噉兩嚿物體ぶったい最後さいご會かい變成へんせい一いち樣よう溫度おんど。  如果一いち個人こじん用よう自己じこ隻せき（暖だん嘅）手て攞住杯はい雪ゆき糕，啲雪糕遲早はや會かい熔（由ゆかり隻手せきしゅ同どう啲空氣くうき嗰度吸收きゅうしゅう熱ねつ，最後さいご溫度おんど升ます到いた去ざ熔點以上いじょう）。 如果一いち個人こじん用よう自己じこ隻せき（暖だん嘅）手て攞住杯はい雪ゆき糕，啲雪糕遲早はや會かい熔（由ゆかり隻手せきしゅ同どう啲空氣くうき嗰度吸收きゅうしゅう熱ねつ，最後さいご溫度おんど升ます到いた去ざ熔點以上いじょう）。

第だい一いち定律ていりつ

内うち文ぶん：熱ねつ力學りきがく第だい一いち定律ていりつ

睇埋：能のう量りょう守恆もりつね定律ていりつ

熱ねつ力學りきがく第だい一いち定律ていりつ（first law）講こう嘅係能のう量りょう守恆もりつね（conservation of energy）。想像そうぞう家か陣じん有ゆう個こ蘋果由樹ゆき上面うわつら跌落嚟（自由じゆう落體らくたい），隨ずい住じゅう佢向下か移うつり，佢會因いん為ため地ち心こころ吸力而加速かそく，速度そくど數かず值上升ます表示ひょうじ動どう能のう都と跟住上じょう升ます，但ただし同時どうじ佢又會かい喪失そうしつ勢いきおい能のう；又また想像そうぞう有ゆう兩りょう嚿唔同どう溫度おんど嘅物體ぶったい掂埋一齊いっせい，佢哋最後さいご會かい進入しんにゅう熱ねつ平衡へいこう（睇返第だい零れい定律ていりつ），喺呢個こ過程かてい當とう中ちゅう，原はら先さき熱ねつ啲嗰嚿物體ぶったい溫度おんど低てい咗（啲粒子りゅうし喪失そうしつ咗動能のう）而原先さき凍こお啲嗰嚿物體ぶったい溫度おんど高だか咗（啲粒子りゅうし得え到いた動どう能のう）－物理ぶつり學がく家か留意りゅうい到いた，啲物體ぶったい要よう得え到いた能のう量りょう往往おうおう需要じゅよう第だい啲物體ぶったい喪失そうしつ能のう量りょう或ある者もの嚿物體ぶったい本身ほんみ喪失そうしつ第だい種たね能のう量りょう。而及後ご嘅研究けんきゅう嘗試用しよう數學すうがく證明しょうめい嘅方法ほう，成功せいこう噉由當時とうじ已やめ知ち嘅物理ぶつり定律ていりつ嗰度推理すいり出で能のう量りょう守恆もりつね定律ていりつ。

熱ねつ力學りきがく第だい一いち定律ていりつ講こう嘅係：

「

一切いっさい嘅能のう量りょう，形式けいしき可か以轉化か，但ただし就唔能のう憑空產さん生せい，亦また都と唔會憑空消失しょうしつ。

」

而如果はて個こ過程かてい冇物質ぶっしつ嘅流動りゅうどう，熱ねつ力學りきがく第だい一定律可以寫做以下呢條式：

$\Delta U=Q-W$

當とう中なか $\Delta U$ 係かかり一いち個こ封ふう閉系統けいとう嘅內部ぶ能のう量りょう改變かいへん，$Q$ 表示ひょうじ以熱ねつ嘅形式しき傳でん俾個系統けいとう嘅能量りょう總量そうりょう，$W$ 表示ひょうじ由よし個こ系統けいとう向こう周圍しゅうい環境かんきょう施ほどこせ嘅作さく功こう。

有人ゆうじん喺度煮に意い式しき麪；部ぶ煮に食しょく爐ろ釋しゃく放出ほうしゅつ熱ねつ，但ただし呢啲熱ねつ並なみ冇消失しょうしつ－呢啲熱ねつ當とう中ちゅう最少さいしょう有ゆう一部份係俾煲水同啲意式麪吸收咗，令れい後者こうしゃ變へん熱ねつ。 有人ゆうじん喺度煮に意い式しき麪；部ぶ煮に食しょく爐ろ釋しゃく放出ほうしゅつ熱ねつ，但ただし呢啲熱ねつ並なみ冇消失しょうしつ－呢啲熱ねつ當とう中ちゅう最少さいしょう有ゆう一部份係俾煲水同啲意式麪吸收咗，令れい後者こうしゃ變へん熱ねつ。  一嚿雪糕喺度熔緊；啲凍嘅嘢－例れい如雪糕或者しゃ冰－吸熱吸到咁上下じょうげ會かい熔，呢個過程かてい會かい令れい周圍しゅうい嘅環境かんきょう或ある多おお或ある少しょう噉變凍こお（周圍しゅうい喪失そうしつ能のう量りょう）。 一嚿雪糕喺度熔緊；啲凍嘅嘢－例れい如雪糕或者しゃ冰－吸熱吸到咁上下じょうげ會かい熔，呢個過程かてい會かい令れい周圍しゅうい嘅環境かんきょう或ある多おお或ある少しょう噉變凍こお（周圍しゅうい喪失そうしつ能のう量りょう）。

第だい二に定律ていりつ

内うち文ぶん：熱ねつ力學りきがく第だい二に定律ていりつ

睇埋：熵、熱ねつ力學りきがく平衡へいこう同どう熱ねつ寂さび

熱ねつ力學りきがく第だい二に定律ていりつ（second law）係がかり有ゆう關せき熵（entropy）嘅。首くび先さき，考慮こうりょ $\Omega$ 呢個數すう值：是ぜ但ただし搵個熱ねつ力學りきがく系統けいとう，佢會有ゆう一いち啲宏ひろし觀かん性質せいしつ（例れい如溫度おんど、壓力あつりょく等ひとし），而個系統けいとう會かい有ゆう若干じゃっかん個こ可能かのう嘅微ほろ狀態じょうたい（microstate；「粒子りゅうし A 喺位置いち X 而粒子こ B 喺位置いち Y...」、「粒子りゅうし A 喺位置いち Y 而粒子こ B 喺位置いち X...」等とう等とう），能のう夠同個こ系統けいとう啲宏觀かん性質せいしつ吻合ふんごう嘅微狀態じょうたい數量すうりょう就係 $\Omega$ 咁多個こ；熵係 $\Omega$ 嘅函數かんすう，即そく係がかり話ばなし熵反映はんえい咗「已やめ知ち個こ系統けいとう嘅宏觀かん性質せいしつ係がかり噉，個こ系統けいとう有ゆう幾多いくた個こ可能かのう嘅微狀態じょうたい」。假設かせつ每ごと個こ微ほろ狀態じょうたい都と一いち樣よう咁有可能かのう發生はっせい（機會きかい率りつ一樣いちよう），個こ系統けいとう嘅熵可か以用以下いか呢條式しき計けい出だし嚟：

$S=k_{\mathrm {B} }\ln \Omega$

當とう中なか k_B 係かかり波なみ茲曼常數じょうすう（Boltzmann constant）。而熱力學りきがく第だい二定律講嘅嘢如下：

「

一いち個こ封ふう閉系統けいとう當とう中ちゅう嘅熵永遠えいえん唔會跌，只ただ有ゆう可能かのう維持いじ不變ふへん或ある者もの升ます。熱ねつ力學りきがく第だい二に定律ていりつ暗示あんじ，搵個封ふう閉系統けいとう，隨ずい住じゅう時間じかん過去かこ，個こ系統けいとう內部嘅粒子りゅうし同どう能のう量りょう頂いただき櫳維持いじ唔郁，而喺現實げんじつ多數たすう會かい慢慢走位い（「可能かのう嘅微狀態じょうたい數量すうりょう」上じょう升ます），會かい漸やや漸やや趨向すうこう熱ねつ力學りきがく平衡へいこう（thermodynamic equilibrium）－熵數值最大さいだい化か嘅狀態じょうたい。好こう似に生物せいぶつ等とう嘅非封ふう閉系統けいとう（會同かいどう周圍しゅうい環境かんきょう傳でん能のう量りょう）可か以內部ぶ熵下降かこう，但ただし噉做實み會かい引致いんち佢周圍しゅうい環境かんきょう嘅熵升ます，而且升ます至いたり少しょう同一どういつ樣さま咁多。因よし為ため噉，宇宙うちゅう嘅總熵依然いぜん會かい升ます。

」

呢條定律ていりつ用よう方程式ほうていしき表ひょう達たち嘅話如下：

$\Delta S\geq 0$

當とう中なか $\Delta S$ 係かかり指ゆび「$S$ 嘅改變かいへん」。

一いち幅ぶく抽象ちゅうしょう圖解ずかい，想像そうぞう一いち啲粒子りゅうし喺水入いれ面めん散開さんかい最後さいご變成へんせい平均へいきん分ぶん佈。 一いち幅ぶく抽象ちゅうしょう圖解ずかい，想像そうぞう一いち啲粒子りゅうし喺水入いれ面めん散開さんかい最後さいご變成へんせい平均へいきん分ぶん佈。  一いち杯はい凍こお檸水嘅冰喺度熔化，冰嘅 H2O 分子ぶんし變成へんせい水みず，並なみ且散開さんかい。 一いち杯はい凍こお檸水嘅冰喺度熔化，冰嘅 H2O 分子ぶんし變成へんせい水みず，並なみ且散開さんかい。

熱ねつ力學りきがく第だい二定律仲有引起宇宙うちゅう學がく（cosmology）方面ほうめん嘅思考しこう：宇宙うちゅう學がく係がかり一いち個こ專門せんもん研究けんきゅう宇宙うちゅう嘅領域りょういき，包括ほうかつ研究けんきゅう宇宙うちゅう最終さいしゅう命運めいうん，指ゆび有ゆう關せき「宇宙うちゅう最後さいご會かい變成へんせい點てん」嘅思考しこう；有ゆう物理ぶつり學がく家か基もと於熱力學りきがく第だい二に定律ていりつ作出さくしゅつ設しつらえ想おもえ，假想かそう最後さいご宇宙うちゅう後ご真しん係がかり完全かんぜん變成へんせい熱ねつ力學りきがく平衡へいこう，物質ぶっしつ能のう量りょう完全かんぜん平均へいきん噉分佈；佢哋計けい過か條じょう數すう，預あずか想そう喺噉嘅情況きょう下か，宇宙うちゅう將しょう會かい成なり為ため一個溫度去到絕對ぜったい零れい度ど（攝氏せっし零下れいか 273.15°）咁滯嘅空間あいだ，唔會再さい有ゆう任にん何なに作さく功こう，更さら加か唔會有ゆう生命せいめい－而呢個こ情況じょうきょう就係假想かそう中ちゅう嘅熱ねつ寂さび（heat death）。

第だい三さん定律ていりつ

内うち文ぶん：熱ねつ力學りきがく第だい三さん定律ていりつ

睇埋：絕對ぜったい零れい度ど

熱ねつ力學りきがく第だい三さん定律ていりつ（third law）係かかり講こう緊絕對ぜったい零れい度ど（absolute zero）嘅可能かのう性せい。絕對ぜったい零れい度ど係がかり一樣純概念性嘅嘢：由よし上面うわつら對たい溫度おんど概念がいねん嘅研究けんきゅう嗰度可知かち，溫度おんど源げん自じ粒子りゅうし嘅動能のう；噉想像ぞう隨ずい住じゅう粒子りゅうし郁いく動どう嘅速度ど愈いよいよ嚟愈慢（嚿物體たい愈いよいよ嚟愈凍こお），理り應おう會かい去さ到いた一いち個こ點てん，係かかり啲粒子こ完全かんぜん唔郁（動どう能のう $=0$）－呢個狀態じょうたい會かい係がかり想像そうぞう中ちゅう嘅一個絕對最低嘅可能溫度，而呢個こ溫度おんど正ただし正せい就係所謂いわゆる嘅絕對ぜったい零れい度ど；喺呢個こ狀態じょうたい下か，熵會去さ到いた最さい細ほそ嘅可能かのう數すう值（$S=0$）－喺絕對ぜったい零れい度ど之の下した，啲粒子こ完全かんぜん唔會郁いく，所以ゆえん狀態じょうたい唔會有ゆう任にん何なん嘅變化へんか，只ただ有ゆう一いち個こ可能かのう嘅微狀態じょうたい，而 $\ln 1=0$。絕對ぜったい零れい度ど嘅空間くうかん會かい係がかり一個完全死寂嘅空間，而根據こんきょ廿にじゅう一いち世紀せいき初はつ嘅計算けいさん（靠もたれ考慮こうりょ粒子りゅうし動どう能のう等とう嘅嘢），絕對ぜったい零れい度ど係がかり零下れいか 273.15°C－又また或ある者もの叫さけべ 0°K（開ひらく氏し 0°）。

熱ねつ力學りきがく第だい三定律講嘅就係呢樣嘢：

「

絕對ぜったい零れい度ど係かかり冇可能かのう透過とうか數量すうりょう有限ゆうげん嘅程序じょ、喺有限げん嘅時間じかん之これ內達到いた嘅－換かわ句く話はなし講こう，絕對ぜったい零れい度ど永遠えいえん冇可能かのう達たち到いた。

」

南極なんきょく好こう凍こお，但ただし未み有ゆう耐たい去さ到いた絕對ぜったい零れい度ど－喺 1933 年ねん，科學かがく家か喺南極なんきょく嗰度量りょう度ど到いた零下れいか 67.7°C 嘅低溫ていおん，但ただし距離きょり絕對ぜったい零れい度ど仲なか差さ好こう遠とお。 南極なんきょく好こう凍こお，但ただし未み有ゆう耐たい去さ到いた絕對ぜったい零れい度ど－喺 1933 年ねん，科學かがく家か喺南極なんきょく嗰度量りょう度ど到いた零下れいか 67.7°C 嘅低溫ていおん，但ただし距離きょり絕對ぜったい零れい度ど仲なか差さ好こう遠とお。  File:Pluto black background.png 2020 年ねん影かげ到いた嘅冥王星めいおうせい嘅相；冥王星めいおうせい嘅表面めん凍こお得う好こう交關，去さ到いた成なる零下れいか 229°C 左右さゆう，人にん掂到呢種極ごく低溫ていおん會かい即刻そっこく死し，但ただし冥王星めいおうせい仲なか未み去さ到いた絕對ぜったい零れい度ど。 2020 年ねん影かげ到いた嘅冥王星めいおうせい嘅相；冥王星めいおうせい嘅表面めん凍こお得う好こう交關，去さ到いた成なる零下れいか 229°C 左右さゆう，人にん掂到呢種極ごく低溫ていおん會かい即刻そっこく死し，但ただし冥王星めいおうせい仲なか未み去さ到いた絕對ぜったい零れい度ど。

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