دانلود کتاب Challenges to the Second Law of Thermodynamics: Theory and Experiment

قانون دوم ترمودینامیک بیان می‌کند که در یک پروسهٔ طبیعی ترمودینامیکی جمع انتروپی تک‌افتادهٔ سیستم‌های شرکت‌کننده در آن پروسه، همواره با گذشت زمان افزایش می‌یابد، (تنها اگر در شرایط ایده‌آل حالت دایمی، یا تحت فرایند برگشت‌پذیری قرار داشته‌باشد، ثابت می‌ماند). به بیان دیگر هیچ پروسهٔ ترمودینامیکی وجود ندارد که با گذشت زمان با افزایش انتروپی همراه نباشد. این افزایش آنتروپی برابر است با افزایش اتلاف انرژی، (و سازگار با فرایند برگشت‌ناپذیر و اصل نابرابری گذشته و آینده).

از دیدگاه تاریخی، قانون دوم یافته‌هایی تجربی بود که به عنوان یک اصل بدیهی نظریهٔ ترمودینامیکی پذیرفته شده‌بود. ترمودینامیک آماری، کلاسیک یا کوانتومی آن، منشأ میکروسکوپی این قانون را توضیح می‌دهد.

قانون دوم ترمودینامیک‌ از راه‌های بسیاری بیان گردیده‌است. امتیاز نخستین فرمول‌بندی آن به دانشمند فرانسوی سعدی کارنو در سال ۱۸۲۴ می‌رسد، او نشان داد که: حد بالایی برای بازده (بهره‌وری) تبدیل حرارت به کار در یک موتور گرمایی وجود دارد.

قانون اول ترمودینامیک تنها بیانی از تئوری کار و انرژی یا قانون بقای انرژی است. یک آونگ ایده‌آل برای همیشه به نوسان ادامه می‌دهد. فیلمی از یک آونگ که به جلو و عقب نوسان می‌کند اگر برعکس نشان‌داده‌شود، نوسان آن از حالت عادی تشخیص داده نخواهد شد. اما برداری (نشانگری) برای زمان وجود دارد. دامنهٔ نوسان در یک آونگ عادی به تدریج کوچکتر می‌شود. اگر توپی از ارتفاع خاصی رها شود، در هر بار برخورد توپ با زمین، کمتر از بار پیشین بالا خواهد آمد. فیلمی از این توپ در دنیای واقعی، هنگام پخش برعکس، متفاوت دیده خواهدشد.

قطعات یخ در داخل فنجان چای ذوب می‌شوند در حالی که چای سردتر می‌شود و این مشاهده هیچ تناقضی با قانون اول ترمودینامیک نخواهد داشت. اگر دیده شود که در داخل یک فنجان چای قطعات یخ تشکیل شده و چای گرمتر شود. این با قانون بقای انرژی سازگار است اما «ما هیچگاه چنین چیزی را نمی‌بینیم». این قانون دوم ترمودینامیک است که توضیح می‌دهد که چرا چنین چیزی اتفاق نمی‌افتد.