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自然现象中的自发现象隐藏着热力学第二定律,克劳修斯和开尔文分别从热传递、热功转化的角度阐述了热力学第二定律。为了实现热力学第二定律的数学表达,需要从卡诺循环入手,导出克劳修斯不等式。在循环过程可逆热温商为零的推导中,定义了熵的概念,从而实现了热力学第二定律的数学表达,即熵增原理。为了用好熵增原理,需要对熵进行计算,从简单的理想气体状态变化开始,导出状态变化熵的计算、相态变化熵的计算,以及化学反应熵的计算。为实现化学反应熵计算,需要确定熵的零点,从而引出了热力学第三定律。面对环境熵变,当环境个数多的时候,环境熵变计算不容易,需要引出新的判据代替熵增原理,从而分别导出了亥姆霍兹函数和吉布斯函数。从封闭系统开始,讨论了各热力学性质之间的关系,即热力学基本方程。