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47 关系: 功，埃尔温·薛定谔，卡诺循环，孤立系統，实验，对数，尼科拉斯·莱奥纳德·萨迪·卡诺，德国，信息论，化學，冰，理想氣體，科学家，统计力学，组合数学，热力学，热力学第三定律，热力学第一定律，热力学第二定律，热寂，热机，生物学，熱容量，熱動力位能，熱量，熵 (信息论)，熵 (生物學)，熵 (生态学)，物理学，相變，马克斯·普朗克，魯道夫·克勞修斯，路德维希·玻尔兹曼，麦克斯韦妖，黑洞，胡刚复，能量，能斯特熱定律，自然数，永动机，活塞，温度，測量，潛熱，时间箭头，意译，拉扎尔·卡诺。
功
功（work），也叫机械功，是物理学中表示力对位移的累积的物理量，指从一种物理系统到另一种物理系统的能量转变，尤其是指通过使物体朝向力的方向移动的力的作用下能量的转移。与机械能相似的是，功也是标量，国际单位制单位为焦耳。 “功”一词最初是法国数学家贾斯帕-古斯塔夫·科里奥利创造的。 由动能定理，若一个外力作用于一物体使之动能从Ek0增至Ek，那么，此力所作的机械功为： 其中m是物体的质量，v是物体的速度。 机械功就是力与位移的內積： 若力与位移的夹角小于直角，则机械功为正，亦称为力作正功。若力与位移的夹角大于直角，则机械功为负，或力作负功，或物体克服力作功。 若力的方向与位移方向垂直，则此力不作功： 舉例來說：一個10牛頓（F.
埃尔温·薛定谔
埃尔温·魯道夫·尤則夫·亞歷山大·薛定諤（Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger，），生于奥地利维也纳，是奥地利一位理论物理学家，量子力学的奠基人之一。1926年他提出薛定谔方程，为量子力学奠定了坚实的基础。他想出薛定谔猫思想實驗，试图证明量子力学在宏观条件下的不完备性。 1933年，因為“发现了在原子理论裏很有用的新形式”，薛定諤和英国物理学家保罗·狄拉克共同获得了诺贝尔物理学奖，以表彰他们发现了薛定谔方程和狄拉克方程。 他的父亲鲁道夫·薛定諤是生产油布和防水布的工厂主同时也是一名园艺家。他的母亲格鲁吉亚娜·艾米莉·布兰达是维也纳科技大学的教授亚历山大·鲍尔的女儿。.
卡诺循环
卡诺循环（Carnot cycle）是一個特別的熱力學循環，使用在一個假想的卡諾熱機上，由法国人尼古拉·卡诺于1824年提出，埃米尔·克拉佩龙於1830年代至1840年代擴充，是為了找出熱機的最大的工作效率而分析热机的工作过程。 卡諾循環全由可逆過程組成，其中包括：.
孤立系統
在熱力學之中，孤立系統（或孤懸系統）是指一個完全不與外界交換能量或質量的系統。任何能量或質量都不能進入或者離開一個孤立系統，只能在系統內移動。 除了把整個宇宙視為一體之外，孤立系統並不存在於現實之中。但是，在一定次數內，有些真實系統的行為近乎於孤立系統。因而，孤立系統的概念可以作為真實情況的一個近似模型。在建立以數學模型描述一些自然現象時，孤立系統是個可被接受的模型。 可被近似於孤立系統的模型包括：.
实验
实验（德语、英语、瑞典语、荷兰语: Experiment），区别于试验，实验是在科学研究中，在設定的條件下，用来检验某种假设，或者驗證或質疑某种已经存在的理论而进行的操作。科學實驗是可以重複的，不同的實驗者在前提一致，操作步驟一致的情況下，能夠得到相同的結果。通常实验最终以实验报告的形式发表。（而试验指的是在已知某种事物的时候，为了了解它的性能或者结果而进行的试用操作。） 「实验」一词，在教育学/教学法文献中有着各种各样的定义。因此在这里对实验的定义进行解释和讨论。.
对数
在数学中，真数 x（对于底数 ）的对数是 y 的指数 y，使得 。底数 的值一定不能是1或0（在扩展到复数的复对数情况下不能是1的方根），典型的是、 10或2。数x（对于底数β）的对数通常写为 稱作為以β為底x的對數。 当x和β进一步限制为正实数的时候，对数是1个唯一的实数。 例如，因为 我们可以得出 用日常语言说，以3为底81的对数是4。.
尼科拉斯·莱奥纳德·萨迪·卡诺
#重定向 尼古拉·卡诺.
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德国
德意志联邦共和国（Bundesrepublik Deutschland／），简称德国（Deutschland），是位於中西歐的联邦议会共和制国家，由16个-zh-hans:联邦州; zh-hant:邦;-组成，首都与最大城市为柏林。其国土面积约35.7万平方公里，南北距离为876公里，东西相距640公里，从北部的北海与波罗的海延伸至南部的阿尔卑斯山。气候温和，季节分明。德国人口约8,180万，为欧洲联盟中人口最多的国家，也是世界第二大移民目的地，仅次于美国。 在50万年前的舊石器時代晚期，海德堡人及其後代尼安德特人生活在今德國中部。自古典時代以來各日耳曼部族開始定居於今日德國的北部地區。公元1世紀時，有羅馬人著作的關於“日耳曼尼亞”的歷史記載。在公元4到7世紀的民族遷徙期，日耳曼部族逐漸向歐洲南部擴張。自公元10世紀起，德意志領土組成神聖羅馬帝國的核心部分。16世紀時，德意志北部地區成為宗教改革中心。在神聖羅馬帝國滅亡後，萊茵邦聯和日耳曼邦聯先後建立，1871年，在普魯士王國主導之下，多數德意志邦國統一成為德意志帝國，「德意志」開始做為國名使用。在第一次世界大戰和1918-1919年德國革命後，德意志帝國解體，議會制的威瑪共和國取而代之。1933年納粹黨獲取政權並建立獨裁統治，最終導致第二次世界大戰及系統性種族滅絕的發生。在戰敗並經歷同盟國軍事佔領後，德國分裂为德意志聯邦共和國（西德）和德意志民主共和國（東德）。在1990年10月3日重新統一成為現在的德國。国家元首为联邦总统，政府首脑則为联邦总理。 德國是世界大國之一，其國内生產總值以國際匯率計居世界第四，以購買力評價計居世界第五。其諸多工業工程和科技部門位居世界前列，例如全球馳名的德國車廠、精密部件等，為世界第三大出口國。德國為發達國家，生活水平居世界前列。德國人也以熱愛大自然聞名，都市綠化率極高，也是歐洲再生能源大國，是可持續發展經濟的樣板，除了強調環境保護與自然生態保育，在人為飼養活體的態度十分嚴謹，不但獲得大量外匯和資訊優勢，其動物保護法律管束、生命教育水準也是首屈一指的，在高等教育方面並提供免費大學教育，並具備完善的社會保障制度和醫療體系，催生出拜爾等大藥廠。 德国为1993年欧洲联盟的创始成员国之一，为申根区一部分，并于1999年推动欧元区的建立。德国亦为联合国、北大西洋公约组织、八国集团、20国集团及经济合作与发展组织成员。其军事开支总额居世界第九。 德語是歐盟境内使用人數最多的母語。德國文化的豐富層次和對世界的影響表現在其建築和美術、音樂、哲學以及電影等等。德國的文化遺產主要以老城為代表。另外國家公園和自然公園共計有上百處。.
信息论
信息论（information theory）是应用数学、電機工程學和计算机科学的一个分支，涉及信息的量化、存储和通信等。信息论是由克劳德·香农发展，用来找出信号处理与通信操作的基本限制，如数据压缩、可靠的存储和数据传输等。自创立以来，它已拓展应用到许多其他领域，包括统计推断、自然语言处理、密码学、神经生物学、进化论和分子编码的功能、生态学的模式选择、热物理、量子计算、语言学、剽窃检测、模式识别、异常检测和其他形式的数据分析。 熵是信息的一个关键度量，通常用一条消息中需要存储或传输一个的平均比特数来表示。熵衡量了预测随机变量的值时涉及到的不确定度的量。例如，指定擲硬幣的结果（两个等可能的结果）比指定掷骰子的结果（六个等可能的结果）所提供的信息量更少（熵更少）。 信息论将信息的传递作为一种统计现象来考虑，给出了估算通信信道容量的方法。信息传输和信息压缩是信息论研究中的两大领域。这两个方面又由信道编码定理、信源－信道隔离定理相互联系。 信息论的基本内容的应用包括无损数据压缩（如ZIP文件）、有损数据压缩（如MP3和JPEG）、信道编码（如DSL））。这个领域处在数学、统计学、计算机科学、物理学、神经科学和電機工程學的交叉点上。信息论对航海家深空探测任务的成败、光盘的发明、手机的可行性、互联网的发展、语言学和人类感知的研究、对黑洞的了解，以及许多其他领域都影响深远。信息论的重要子领域有信源编码、信道编码、算法复杂性理论、算法信息论、資訊理論安全性和信息度量等。.
化學
化學是一門研究物質的性質、組成、結構、以及变化规律的基礎自然科學。化學研究的對象涉及物質之間的相互關係，或物質和能量之間的關聯。傳統的化學常常都是關於兩種物質接觸、變化，即化學反應，又或者是一種物質變成另一種物質的過程。這些變化有時會需要使用電磁波，當中電磁波負責激發化學作用。不過有時化學都不一定要關於物質之間的反應。光譜學研究物質與光之間的關係，而這些關係並不涉及化學反應。准确的说，化学的研究范围是包括分子、离子、原子、原子团在内的核-电子体系。 「化學」一詞，若單從字面解釋就是「變化的學問」之意。化学主要研究的是化学物质互相作用的科学。化學如同物理皆為自然科學之基礎科學。很多人稱化學為「中心科學」，因為化學為部分科學學門的核心，連接物理概念及其他科學，如材料科學、纳米技术、生物化學等。 研究化學的學者稱為化學家。在化學家的概念中一切物質都是由原子或比原子更細小的物質組成，如電子、中子和質子。但化学反应都是以原子或原子团为最小结构进行的。若干原子通过某种方式结合起来可构成更复杂的结构，例如分子、離子或者晶體。 當代的化學已發展出許多不同的學門，通常每一位化學家只專精於其中一、兩門。在中學課程中的化學，化學家稱為普通化學（Allgemeine Chemie，General Chemistry，Chimie Générale）。普通化學是化學的導論。普通化學課程提供初學者入門簡單的概念，相較於專業學門領域而言，並不甚深入和精確，但普通化學提供化學家直觀、圖像化的思維方式。即使是專業化學家，仍用這些簡單概念來解釋和思考一些複雜的知識。.
冰
冰，也就是凍結成固態的水。取決於冰內含的雜質（如土壤或氣泡顆粒），冰可以是透明的、或著帶有一點不透明的藍白色。 在太陽系中冰的含量非常豐富。從最接近太陽的水星，到離太陽極遠的歐特雲，都會生成冰。在太陽系以外的地方，英文稱“凍結成固態的水”為"interstellar ice"(星際冰)。冰在地球表面存量極大 - 尤其是在極地地區和雪線以上- 而且，作為地表沉澱物和沉積物的一種常見形式，冰在地球的水循環和氣候上起著關鍵的作用。它可能以雪花、冰雹、霜、冰錐或冰柱......等形式出現。 冰分子可依溫度和壓力，表現出高達十六種不同的形態(分子堆疊形狀)。當水被迅速冷卻後，根據其經過的壓力和溫度，可生成多達三種不同型態的“冰”。當水慢慢冷卻，到達20K以下(約−253.15℃)時，量子穿隧效應可能引起宏觀的量子現象。幾乎所有在地球表面和大氣層裡的冰，都是六角形晶體結構; 相較之下，地表只會產生微量的立方體形冰。其中最常見的生成方式為：當液態水在標準大氣壓(1atm)下冷卻到低於0°C(273.15K，32°F)時，產生六角形晶體冰。冰也可通過水蒸汽直接沉積(凝華)，如霜的形成就是一個很好的例子。從冰變成水的過程被稱為熔化，而從冰直接變成水蒸的過程則被稱為昇華。 冰在各種地方都被廣泛地運用著，包括製冷、冬季運動、和做成冰雕等。.
理想氣體
想氣體為假想的气体。其假設為：.
科学家
科学家是一个泛称，广义上指使用系统化的活动来发现新知识的人。狭义的定义指使用科学方法做研究，并且在一定的领域取得重要影响或者贡献的科研工作者。 科学家一般是某个，或者多个科学领域里的专家。.
统计力学
统计力学（Statistical mechanics）是一個以波茲曼等人提出以最大熵度理論為基礎，藉由配分函數 將有大量組成成分（通常為分子）系統中微觀物理狀態（例如：動能、位能）與宏觀物理量統計規律 （例如：壓力、體積、溫度、熱力學函數、狀態方程式等）連結起來的科学。如氣體分子系統中的壓力、體積、溫度。易辛模型中磁性物質系統的總磁矩、相變溫度、和相變指數。 通常可分為平衡態統計力學，與非平衡態統計力學。其中以平衡態統計力學的成果較為完整，而非平衡態統計力學至今也在發展中。統計物理其中有許多理論影響著其他的學門，如資訊理論中的資訊熵。化學中的化學反應、耗散結構。和發展中的經濟物理學這些學門當中都可看出統計力學研究線性與非線性等複雜系統中的成果。.
组合数学
广义的组合数学（Combinatorics）就是离散数学，狭义的组合数学是组合计数、图论、代数结构、数理逻辑等的总称。但这只是不同学者在叫法上的区别。总之，组合数学是一门研究可數或离散对象的科学。随着计算机科学的日益发展，组合数学的重要性也日渐凸显，因为计算机科学的核心内容是使用算法处理离散数据。 狭义的组合数学主要研究满足一定条件的组态（也称组合模型）的存在、计数以及构造等方面的问题。 组合数学的主要内容有组合计数、组合设计、组合矩阵、组合优化（最佳組合）等。.
热力学
热力学，全稱熱動力學（thermodynamique，Thermodynamik，thermodynamics，源於古希腊语θερμός及δύναμις）是研究热现象中物态转变和能量转换规律的学科；它着重研究物质的平衡状态以及与準平衡态的物理、化学过程。热力学定義許多巨觀的物理量（像溫度、內能、熵、壓強等），描述各物理量之間的關係。热力学描述數量非常多的微觀粒子的平均行為，其定律可以用統計力學推導而得。 熱力學可以總結為四條定律。 熱力學第零定律定義了温度這一物理量，指出了相互接觸的两个系統，熱流的方向。 熱力學第一定律指出内能這一物理量的存在，並且與系統整體運動的動能和系統与與環境相互作用的位能是不同的，區分出熱與功的轉換。 熱力學第二定律涉及的物理量是温度和熵。熵是研究不可逆过程引入的物理量，表征系統通過熱力學過程向外界最多可以做多少熱力學功。 熱力學第三定律認為，不可能透過有限過程使系統冷却到絕對零度。 熱力學可以應用在許多科學及工程的領域中，例如：引擎、相變化、化學反應、輸運現象甚至是黑洞。熱力學計算的結果不但對物理的其他領域很重要，對航空工程、航海工程、車輛工程、機械工程、細胞生物學、生物醫學工程、化學、化學工程及材料科學等科學技術領域也很重要，甚至也可以應用在經濟學中。 热力学是从18世纪末期发展起来的理论，主要是研究功與热量之間的能量轉換；在此功定義為力與位移的內積；而熱則定義為在熱力系統邊界中，由溫度之差所造成的能量傳遞。兩者都不是存在於熱力系統內的性質，而是在熱力過程中所產生的。 熱力學的研究一開始是為了提昇蒸汽引擎的效率，早期尼古拉·卡諾有許多的貢獻，他認為若引擎效率提昇，法國有可能贏得拿破崙戰爭。出生於愛爾蘭的英國科學家開爾文在1854年首次提出了熱力學明確的定義： 一開始熱力學研究關注在熱機中工質（如蒸氣）的熱力學性質，後來延伸到化学过程中的能量轉移，例如在1840年科學家杰迈因·亨利·盖斯提出，有關化學反應的能量轉移的研究。化學熱力學中研究熵對化學反應的影響Gibbs, Willard, J. (1876).
热力学第三定律
热力学第三定律是热力学的四条基本定律之一，其描述的是热力学系统的熵在温度趋近于绝对零度时將趋于定值。而对于完整晶体，这个定值为零。由於这個定律是由瓦尔特·能斯特歸納得出後發表，因此又常被称为能斯特定理或能斯特假定。1923年，吉爾伯特·路易斯和對此一定律重新提出另一种表述。 随着统计力学的发展，这個定律正如其他热力学定律一样得到了各種解釋，而不再只是由实验結果所歸納而出的经验定律。 这個定律有适用条件的限制，雖然其应用范围不如热力学第一、第二定律广泛，但仍對很多學門有重要意义——特别是在物理化学领域。.
热力学第一定律
熱力學第一定律（First Law of Thermodynamics）是熱力學的四條基本定律之一，能量守恒定律對非孤立系統的擴展。此時能量可以以功W或熱量Q的形式傳入或傳出系統。即： 式中\Delta E_为系统内能的变化量，若外界对该系统做功，则W为正值，反之为负值。 写成微分形式为：.
热力学第二定律
热力学第二定律（second law of thermodynamics）是热力学的三条基本定律之一，表述热力学过程的不可逆性——孤立系统自發地朝著熱力學平衡方向──最大熵狀態──演化，同样地，第二类永动机永不可能实现。 這一定律的歷史可追溯至尼古拉·卡诺对于热机效率的研究，及其于1824年提出的卡诺定理。定律有许多种表述，其中最具代表性的是克劳修斯表述（1850年）和开尔文表述（1851年），这些表述都可被证明是等价的。定律的数学表述主要借助魯道夫·克勞修斯所引入的熵的概念，具体表述为克劳修斯定理。 虽然这一定律在热力学范畴内是一条经验定律，无法得到解释，但随着统计力学的发展，这一定律得到解释。 这一定律本身及所引入的熵的概念对于物理学及其他科学领域有深远意义。定律本身可作为过程不可逆性及时间流向的判据。而路德维希·玻尔兹曼对于熵的微观解释——系统微观粒子无序程度的量度，更使这概念被引用到物理学之外诸多领域，如信息论及生态学等。.
热寂
熱寂（英语：Heat death of the universe）是猜想宇宙終極命運的一種假說。根據熱力學第二定律，作為一個「孤立」的系統，宇宙的熵會隨著時間的流異而增加，由有序向無序，當宇宙的熵達到最大值時，宇宙中的其他有效能量已經全數轉化為熱能，所有物質溫度達到熱平衡。這種狀態稱為熱寂。這樣的宇宙中再也沒有任何可以維持運動或是生命的能量存在。熱寂理論最早由威廉·湯姆森（英语：William Thomson）於1850年根據自然界中機械能損失的熱力學原理推導出的。.
热机
熱機，或稱熱引擎（Heat Engine），是能够将热源提供的一部分熱量转化成为对外输出的机械能之机器。热机对外输出的机械能称为「输出功」。热机的工作模式一般可以简化为热力学循环的模型，热机的种类也按背后不同的热学模型命名，比如卡诺热机、迪塞尔热机等等。此外，按照热源或工作特性，也各自有约定成俗的名称，如柴油机、汽油机、蒸汽机等等。热机可以是开放系统，也可以是封闭系统。热源可以是使用煤的蒸汽炉，汽车发动机的燃烧室，也可以是太阳能的蒸汽炉，地热和核反应堆。热机分为内燃机和外燃机两种。 在工程学和热力学中，热机被简化为一个由高温热源TH，工作系统和低温热源TC（可以看作多余能量的排放处）构成的循环。热量由高温热源传递到工作系统中，一部分通过做功转化为机械能，另一部分传到低温热源。在热源和工作系统之间用来进行能量传递和转化的媒介叫做工作物质。.
生物学
生物学研究各種生命（上图） 大肠杆菌、瞪羚、（下图）大角金龟甲虫 、蕨類植物 生物學（βιολογία；biologia；德語、法語：biologie；biology）或稱生物科學（biological sciences）、生命科學（life sciences），是自然科學的一大門類，由經驗主義出發，廣泛研究生命的所有方面，包括生命起源、演化、分佈、構造、發育、功能、行為、與環境的互動關系，以及生物分類學等。現代生物學是一個龐大而兼收並蓄的領域，由許多分支和分支學科組成。然而，盡管生物學的範圍很廣，在它裡面有某些一般和統一概念支配一切的學習和研究，把它整合成單一的，和連貫的領域。在總體上，生物以細胞作為生命的基本單位，基因作為遺傳的基本單元，和進化是推動新物種的合成和創建的引擎。今天人們還了解，所有生物體的生存以消耗和轉換能量，調節體內環境以維持穩定的和重要的生命條件。 生物學分支學科被研究生物體的規模所定義，和研究它們使用的方法所定義：生物化學考察生命的基本化學；分子生物學研究生物分子之間錯綜復雜的關系；植物學研究植物的生物學；細胞生物學檢查所有生命的基本組成單位,細胞；生理學檢查組織，器官，和生物體的器官系統的物理和化學的功能；進化生物學考察了生命的多樣性的產生過程；和生態學考察生物在其環境如何相互作用。最終能夠達到治療診斷遺傳病、提高農作物產量、改善人類生活、保護環境等目的。.
熱容量
热容量（heat capacity）是用以衡量物质所包含的热量的物理量，用符号C 表示，单位是J·K-1或J·℃-1。 热容量的定义是一定量的物质在一定条件下温度升高1度所需要的热，其公式为： C.
熱動力位能
熱動力位能（Thermodynamic potential）是一個來表示系統之熱動力態的純量函數。熱動力位能的概念是皮埃爾·迪昂於1886年提出。約西亞·吉布斯在他的論文中使用了基礎函數一詞。熱動力位能其中一種主要的物理解釋是內能U。它是守恒力系統之位形的能量（這就是為什麼它是一個位能），只有在一套被定義出來的參考系中才具有意義。所有的熱動力位能表示式可從U的表示式經勒壤得轉換導出。在熱動力學中，某些力，如重力通常在位能的表示式中被忽略。例如：在所有的蒸汽引擎中，工作流體在山上的重力位能比在平地上的重力位能更高，重力位能項在內能的方程式中通常會被省略，因為引擎的運作過程中，重力位能的改變量是可以忽略的。.
熱量
热量是指由于温度差别而转移的能量；也是指1公克的水在1大氣壓下溫度上升1摄氏度所產生的能量; 在温度不同的物体之间，热量总是由高温物体向低温物体传递；即使在等温过程中，物体之间的温度也不断出现微小差别，通过热量传递不断达到新的平衡。 由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转化的能量；而该转化过程称为熱交換或热传递；熱量的公制為焦耳。 熱量與熱能之間的關係就好比是做功與機械能之間的關係一樣。若兩區域之間尚未達至熱平衡，那麼熱便在它們中間溫度高的地方向溫度低的另一方傳遞。任何物質都有一定數量的內能，這和組成物質的原子、分子的無序運動有關。當兩不同溫度的物質處於熱接觸時，它們便交換內能，直至雙方溫度一致，也就是達致熱平衡。這裏，所傳遞的能量數便等同於所交換的熱量數。許多人把熱量跟內能弄混，其實熱量指的是內能的變化、系統的做功。熱量描述能量的流動，而內能描述能量本身。充分了解熱量與內能的分別是明白熱力學第一定律的關鍵。 營養學中也有熱量的單位——卡路里（cal）及千卡（大卡，kcal）。一千卡路里等於一大卡。 Category:热学 Category:能量 Category:營養學.
熵 (信息论)
在信息论中，熵（entropy）是接收的每条消息中包含的信息的平均量，又被稱為信息熵、信源熵、平均自信息量。这里，“消息”代表来自分布或数据流中的事件、样本或特征。（熵最好理解为不确定性的量度而不是确定性的量度，因为越随机的信源的熵越大。）来自信源的另一个特征是样本的概率分布。这里的想法是，比较不可能发生的事情，当它发生了，会提供更多的信息。由于一些其他的原因，把信息（熵）定义为概率分布的对数的相反数是有道理的。事件的概率分布和每个事件的信息量构成了一个随机变量，这个随机变量的均值（即期望）就是这个分布产生的信息量的平均值（即熵）。熵的单位通常为比特，但也用Sh、nat、Hart计量，取决于定义用到对数的底。 采用概率分布的对数作为信息的量度的原因是其可加性。例如，投掷一次硬币提供了1 Sh的信息，而掷m次就为m位。更一般地，你需要用log2(n)位来表示一个可以取n个值的变量。 在1948年，克劳德·艾尔伍德·香农將熱力學的熵，引入到信息论，因此它又被稱為香农熵。.
熵 (生物學)
熱力學的熵量和生命演化之間的關係，大約開始於20世紀初。 1910年，美國史學家亨利·亞當斯(Henry Adams)印發給大學圖書館和歷史學教授一本小冊，A Letter to American Teachers of History，提出了依據熱力學第二定律和熵原則的歷史理論。由諾貝爾獎得主物理學家薛丁格，在1944年所撰的《生命是什麼？》促進了這個主題的研究。他原來在該書中闡說，生物攝取負熵(negative entropy，有時也稱為 negentropy)為食；但在後來改版中回應投訴，表示真正的來源是自由能。近代研究已經將這種討論，限定來源是吉布斯能，因為地球的生物過程通常發生在恆定的溫度和壓力下，譬如大氣中或在海洋底部，個別生物不能在短時間內跨越兩處生存。.
熵 (生态学)
熵在生态学中是表示生物多样性的指标。.
物理学
物理學（希臘文Φύσις，自然）是研究物質、能量的本質與性質，以及它們彼此之間交互作用的自然科學。由於物質與能量是所有科學研究的必須涉及的基本要素，所以物理學是自然科學中最基礎的學科之一。物理學是一種實驗科學，物理學者從觀測與分析大自然的各種基於物質與能量的現象來找出其中的模式。這些模式（假說）稱為「物理理論」，經得起實驗檢驗的常用物理理論稱為物理定律，直到有一天被證明是有錯誤為止(具可否證性)。物理學是由這些定律精緻地建構而成。物理學是自然科學中最基礎的學科之一。化學、生物學、考古學等等科學學術領域的理論都是建構於這些物理定律。 物理學是最古老的學術之一。物理學、化學、生物學等等原本都歸屬於自然哲學的範疇，直到十七世紀至十九世紀期間，才漸漸地從自然哲學中分別成長為獨立的學術領域。物理學與其它很多跨領域研究有相當的交集，如量子化學、生物物理學等等。物理學的疆界並不是固定不變的，物理學裡的創始突破時常可以用來解釋這些跨領域研究的基礎機制，有時還會開啟嶄新的跨領域研究。 通過創建新理論與發展新科技，物理學對於人類文明有極為顯著的貢獻。例如，由於電磁學的快速發展，電燈、電動機、家用電器等新產品纷纷涌现，人類社會的生活水平也得到大幅提升。由於核子物理學日趨成熟，核能發電已不再是藍圖構想，但其所引致的安全問題也使人們意識到地球環境、生態與人類的脆弱渺小。.
相變
變（Phase Change）是指物質在外部參數（如：溫度、壓力、磁場等等）連續變化之下，從一種相（態）忽然變成另一種相，最常見的是冰變成水和水變成蒸氣。然而，除了物體的三相變化（固態、液態、氣態）自然界還存在許許多多的相變現象，例如日常生活中另一種較常見的相變是加熱一塊磁鐵，磁鐵的鐵磁性忽然消失。其他在物理學中重要相變列舉如下：.
马克斯·普朗克
克斯·卡尔·恩斯特·路德维希·普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck，），德国物理学家，量子力学的创始人，20世纪最重要的物理学家之一，因发现能量量子而对物理学的发展做出了重要贡献，並在1918年獲得诺贝尔物理学奖。 作为一个理论物理学家，普朗克最大的贡献是首先提出了(舊)量子论。这个理论彻底改变人类对原子與次原子的认识，正如爱因斯坦的相对论改变人类对时间和空间的认识，这两个理论一起构成了20世纪物理学的基础。 波耳、愛因斯坦與普朗克被稱為舊量子論的奠基者。.
魯道夫·克勞修斯
魯道夫·朱利葉斯·埃曼努埃爾·克勞修斯（Rudolf Julius Emanuel Clausius，），德國物理學家和數學家，熱力學的主要奠基人之一。他重新陳述了尼古拉·卡諾的定律（又被稱為卡諾循環），把熱理論推至一個更真實更健全的基礎。他最重要的論文於1850年發表，該論文是關於熱的力學理論的，其中首次明確指出熱力學第二定律的基本概念。他还於1855年引進了熵的概念。.
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路德维希·玻尔兹曼
路德维希·爱德华·玻尔兹曼（Ludwig Eduard Boltzmann ，）是一位奥地利物理学家和哲学家。作为一名物理学家，他最伟大的功绩是发展了通过原子的性质（例如，原子量，电荷量，结构等等）来解释和预测物质的物理性质（例如，粘性，热传导，扩散等等）的统计力学，并且从统计概念出發，完美地阐释了热力学第二定律。.
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麦克斯韦妖
麦克斯韦妖（Maxwell's demon），是在物理学中假想的妖，能探测并控制单个分子的运动，於1871年由英国物理学家詹姆斯·馬克士威为了说明违反热力学第二定律的可能性而设想的。 当时麦克斯韦意识到自然界存在着与熵增加相拮抗的能量控制机制。但他无法清晰地说明这种机制。他只能诙谐地假定一种“妖”，能够按照某种秩序和规则把作随机热运动的微粒分配到一定的相格裡。麦克斯韦妖是耗散结构的一个雏形。 可以简单的这样描述，一个绝热容器被分成相等的两格，中间是由“妖”控制的一扇小“门”，容器中的空气分子作无规则热运动时会向门上撞击，“门”可以选择性的将速度较快的分子放入一格，而较慢的分子放入另一格，这样，其中的一格就会比另外一格温度高，可以利用此温差，驱动热机做功。 这是第二类永动机的一个范例。 在1981年，Bennett的论文表明, Bennett, Charles H. "The thermodynamics of computation—a review.",International Journal of Theoretical Physics 21.12 (1982): 905-940.
黑洞
黑洞（英文：black hole）是根據廣義相對論所推論、在宇宙空間中存在的一種質量相當大的天體和星體（並非是一般認知的「洞」概念）。黑洞是由質量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗盡後，發生引力坍缩而形成。黑洞的質量是如此之大，它产生的引力场是如此之强，以致于大量可測物质和辐射都无法逃逸，就連传播速度極快的光子也逃逸不出來。由于类似热力学上完全不反射光线的黑体，故名黑洞。在黑洞的周圍，是一個無法偵測的事件視界，標誌著無法返回的臨界點，而在黑洞中心有一個密度趨近於無限的奇異點。 當恆星內部氫元素全部核融合完畢時，因燃料用完無法抵抗自身重力而開始向內塌陷，但隨著壓力越來越高，內部的重元素會重新開始燃燒導致瞬間膨脹，這時恆星的體積將暴增至原先的數十倍至百倍，這便是紅巨星，質量更大的恆星則會發生超新星爆炸，無論是紅巨星或是超新星，都會將外部物質全部吹飛，直到連重元素也燒完時，重力又會使得恆星繼續向內塌陷，最後形成一顆與月球差不多大小的白矮星，質量稍大的恆星則會形成中子星，會放出規律的電磁波，至於質量更大的恆星則會繼續塌陷，強大的重力使周圍的空間產生扭曲，最後形成一個密度每立方公分約一億噸的天體:「黑洞」。直至目前為止，所發現質量最小的黑洞大約有3.8倍太陽質量。 黑洞無法直接觀測，但可以藉由間接方式得知其存在與質量，並且觀測到它對其他事物的影響。藉由物體被吸入之前因高熱而放出紫外線和X射線的「邊緣訊息」，可以獲取黑洞的存在的訊息。推測出黑洞的存在也可藉由間接觀測恆星或星際雲氣團繞行黑洞軌跡，來取得位置以及質量。 黑洞是天文物理史上，最引人注目的題材之一，在科幻小說、電影甚至報章媒體經常可見將黑洞作為素材。迄今，黑洞的存在已得到天文學界和物理學界的绝大多數研究者所認同，並且天文界不時提出於宇宙中觀測到已存在的黑洞。 根據英國物理學者史蒂芬·霍金於2014年1月26日的論據：愛因斯坦的重力方程式的兩種奇點的解，分別是黑洞跟白洞。不過理論上黑洞應該是一種「有進沒出」的天體，而白洞則只能出而不能進。然而黑洞卻有粒子的輻射，所以不再適合稱其名為黑洞，而應該改其名為「灰洞」，先前認為黑洞可以毀滅資訊情報的看法，是他「最大的失誤」。.
胡刚复
胡刚复（），名文生，一名光復，字刚复，以字行，生于江苏桃源县（现泗阳县）。著名物理学家、教育家，中国近代物理学奠基人之一。他与其两位兄长胡敦复、胡明复并称为“三胡”。.
能量
在物理學中，能量（古希臘語中 ἐνέργεια energeia 意指「活動、操作」）是一個間接觀察到的物理量。它往往被視為某一個物理系統對其他的物理系統做功的能力。由於功被定義為力作用一段距離，因此能量總是等同於沿著一定的長度阻擋某作用力的能力。 一個物體所含的總能量奠基於其質量，能量如同質量一般，不會無中生有或無故消失。能量就像質量一樣，是一個純量。在國際單位制（SI）中，能量的單位是焦耳，但是在有些領域中會習慣使用其他單位如千瓦·時和千卡，這些也是功的單位。 A系統可以藉由簡單的物質轉移將能量傳輸到B系統（因為物質的質量等效於能量）。然而，如果能量不是藉由物質轉移而傳輸能量，而是由其他方法轉移能量，將會使B系統產生變化，因為A系統對B系統作了功。這功表現的效果如同於一個力沿一定的距離作用在接收能量的系統裡。舉例來說，A系統可以藉由轉移（輻射）電磁能量到B系統，而這會在吸收輻射能量的粒子上產生力。同樣的，一個系統可能藉由碰撞轉移能量，而這種情況下被碰撞的物體會在一段距離內受力並獲得運動的能量，稱為動能。熱可以藉由輻射能轉移，或者直接藉由系統間粒子的碰撞而以微觀粒子之動能的形式傳遞。 能量可以不表現為物質、動能或是電磁能的方式儲存在一個系統中。當粒子在與其有交互作用的力場中受外力移動一段距離，此粒子移動到這個場的新位置所需的能量便如此的被儲存了。當然粒子必須藉由外力才能保持在新位置上，否則其所處在的場會藉由釋放儲存能量的方式，讓粒子回到原來的狀態。這種藉由粒子在力場中改變位置而儲存的能量就稱為位能。一個簡單的例子就是在重力場中往上提升一個物體到某一高度所需要做的功就是位能。 任何形式的能量可以轉換成另一種形式。舉例來說，當物體在力場中，因力場作用而移動時，位能可以轉化成動能。當能量是屬於非熱能的形式時，它轉化成其他種類能量的效率可以很高甚至達百分之百，如沿光滑斜面下滑的物體，或者新物質粒子的產生。然而如果以熱能的形式存在，則在轉換成另一種型態時，就如同熱力學第二定律所描述的，總會有轉換效率的限制。 在所有能量轉換的過程中，總能量保持不變，原因在於總系統的能量是在各系統間做轉移，當某個系統損失能量，必定會有另一個系統得到這損失的能量，導致失去和獲得達成平衡，所以總能量不改變。這個能量守恆定律，是十九世紀初時提出，並應用於任何一個孤立系統。(其後雖有質能轉換方程式的發現，但根據該方程式，亦可以把質量視為能量的另一存在形式，所以此定律可說依舊成立)根據諾特定理，能量守恆是由於物理定律不會隨時間改變而得到的自然結果。 雖然一個系統的總能量，不會隨著時間改變，但其能量的值，可能會因為參考系而有所不同。例如一個坐在飛機裡的乘客，相對於飛機其動能為零；但是相對於地球來說，動能卻不為零。.
能斯特熱定律
能斯特熱定律（Nernst heat theorem）是由瓦爾特·能斯特於20世紀创立之理論，並被運用於發展熱力學第三定律。.
自然数
数学中，自然数指用于计数（如「桌子上有三个苹果」）和定序（如「国内第三大城市」）的数字。用于计数时称之为基数，用于定序时称之为序数。 自然数的定义不一，可以指正整数 (1, 2, 3, 4, \ldots)，亦可以指非负整数 (0, 1, 2, 3, 4, \ldots)。前者多在数论中使用，后者多在集合论和计算机科学中使用，也是 标准中所采用的定义。 数学家一般以\mathbb代表以自然数组成的集合。自然数集是一個可數的，無上界的無窮集合。.
永动机
永动机是一类所謂不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。历史上人们曾经热衷于研制各种类型的永动机，其中包括达芬奇、焦耳这样的学术大師。在热力学体系建立后，學界認定永动机相悖於热力学基本原理的设想，而將之從正統學術界中排除。然而永动机的研究者始終未曾間斷。从一个侧面也可以认为，人类对永动机的热情以及制造永动机的种种实践，推动了热力学体系的建立和机械制造技术的进步。 1775年法国科学院通过决议，宣布永不接受永动机。现在美国专利及商标局严禁将专利证书授予永动机类申请。 2017年證實了時間晶體的存在，其原子運動無需任何外界能量來維持，符合「永動」的字面定義，但其能量在加入額外的能量前不可能被利用。如果時間晶體的熵不夠高，晶體可能會四散成粒子，因為後者才有更高的熵值，雖然這可能需要很久的時間。.
活塞
活塞是在氣缸內滑動的中空圓柱，活塞的外徑約等於氣缸的內徑。功能是改變氣缸包圍的容積，或是傳遞氣缸內流體所施加的壓力。活塞與燃燒之高壓氣體接觸，承受混合氣爆炸時之衝擊壓力，並且以甚高之速度在汽缸中往復運動，而與汽缸壁之間快速的相對運動摩擦。.
温度
温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。溫度理論上的高極點是「普朗克溫度」，而理論上的低極點則是「絕對零度」。「普朗克溫度」和「絕對零度」都是無法通过有限步骤達到的。目前国际上用得较多的温标有摄氏温标（°C）、华氏温标（°F） 、热力学温标（K）和国际实用温标。 温度是物体内分子间平均动能的一种表现形式。值得注意的是，少數幾個分子甚至是一個分子構成的系統，由於缺乏統計的數量要求，是沒有溫度的意義的。 溫度出現在各種自然科學的領域中，包括物理、地質學、化學、大氣科學及生物學等。像在物理中，二物體的熱平衡是由其溫度而決定，溫度也會造成固體的熱漲冷縮，溫度也是熱力學的重要參數之一。在地質學中，岩漿冷卻後形成的火成岩是岩石的三種來源之一，在化學中，溫度會影響反應速率及化學平衡。大气层中气体的温度是气温（Atmospheric temperature），是氣象學常用名词。它直接受日射所影響：日射越多，氣温越高。 溫度也會影響生物體內許多的反應，恒温动物會調節自身體溫，若體溫升高即為發熱，是一種醫學症狀。生物體也會感覺溫度的冷熱，但感受到的溫度受風寒效應影響，因此也會和周圍風速有關。.
測量
測量學，是一門以地球形狀、大小以及地表上各物體的幾何形狀與空間位置為研究對象的學科。其利用適當方法和儀器對空間中的物體進行搜集、分析、加值、整合、管......等方法，讓人理解其空間上的關係，以利規劃與利用。 测量在中国大陆、臺湾、日本等地区一般指「测绘」；在香港延续英国的测量师业务，含义扩大，测量师大致可以分為以下分支：.
潛熱
潜热，在熱化學中，是物质在物态变化（相变）过程中，在温度没有变化的情况下，吸收或释放的能量。英文 latent (heat) 這個術語最初是由約瑟夫·布雷克發明，約於1750年從拉丁文的「latere」衍生而來，意即「隱藏」。潛熱這個字一般已較少使用，取而代之的是現代觀念的相變焓。 潛熱可分為熔化熱及汽化熱，視乎當時熱能的物態流動方向： 當相變是由固態轉為液態再轉為氣態，能量改變是吸熱性（endothermic）的；當相變是另一個方向的時候，能量改變是放熱性（exothermic）的。由於在將水轉水蒸氣需要能量，水蒸氣就是釋放能量的物體。若水蒸氣經由凝結或沉積轉為液態或固態，儲存了的能量會以能感受的熱能釋放。因此，當物體由固態轉爲液態，該物體將吸收潛熱。相反，由液態轉爲固態，物體將釋放潛熱。.
时间箭头
物理学在微观的层次几乎完全是时间对称的，这意味着物理学定律在时间流易的方向倒转之后仍然保持为真。但是在宏观层次却显得并不是那么回事：时间存在着明显的方向性。时间箭头（又稱時間之箭）就是用于描述这种不对称的现象。 所谓“在微观的层次几乎完全是时间对称的”，通俗地说意指：随着尺度的减小，事件逆向发生的概率逐渐趋近于正向发生的概率。当尺度非常小时，我们认为两者是近似相等的。.
意译
意译（sense-for-sense translation）是通過換句話，重述一個文本或段落。“Sense-for-sense translation”的另一個術語是paraphrase。“Sense-for-sense translation”不同於“free translation”，後者指“unfaithful”的翻譯。意譯指单词在从一种语言翻译到另一种语言时根据其語意而不是根据其读音来进行翻译。与之相对的是音译。除了专有名词（包括人名、地名、国名等），翻译时一般采用意译，但有些專有名詞可能因意譯較音譯易讀好記的關係，而以意譯為主。例如美國多個城市的名稱均為Springfield，意譯為「春田市」，音譯為「斯普林菲爾德」。 另外，意譯亦指在翻译句子或词组（或更大的意群）时，与直译相对的翻译方式。.
拉扎尔·卡诺
拉扎尔·尼古拉·玛格丽特·卡诺（Lazare Nicolas Marguerite Carnot，），法国数学家。他在法國大革命戰爭中獲得偉大的名號——「組織勝利的人」，是極其優秀而成功的軍備與後勤天才，在法國歷史上，只有路易十四的軍備天才盧福瓦侯爵，才與他並肩齊名。 卡诺1773年毕业于军事工程学院，当时蒙日在该校任教。1796年被选为巴黎科学院院士。他长期在军队中服役，后来成为拿破仑政权的重要成员，担任过战争部长、内政部长等职，於任內推行各種軍事與公共的改革。1793年法國共和政府推行徵兵法之後，由卡諾一手組訓出來的77萬新軍，開始投入戰場並頻獲捷報，他因此被稱為「組織勝利的人」。之後拿破崙能夠稱霸歐洲，過半原因都要歸功於徵兵制與卡諾的貢獻。 卡诺的研究主要在数学分析和几何学方面。1797年发表了《论无穷小计算的亚物理学》一文，为论证无穷小计算结果的正确性做出了尝试。他对数学分析论据的各种方法，如穷举法、除不尽法、极限法的技巧选择及其对拉格朗日解析函数论的评价，在某种程度上为19世纪初数学分析的改革奠定了基础。 卡诺对射影几何学有重要的贡献。他在这方面的著作有：《关于几何图形的相互关系》（1801年）、《位置几何学》（1803年）、《横截面理论的研究》（1806年）等。他对麦涅拉定理进行了概括，特别在其《横截面理论的研究》一文中，分析研究了四点的交比和四直线的交比，及其在射影和横截面情况下的不变性。与此同时，他还引入了“完全四边形”的术语。 此外，卡诺在应用数学和筑城学方面也有研究和著作。.
