热力学第二定律的疑问

Question

中学的时候，老师说将两瓶不同的气体口部扣在一起，慢慢地，它们就混合均匀了。但是在外部不施加影响的情况下，它们不可能再各自回到原来的瓶子里。
但是我认为是可以的啊我是这么想的：
如果两种气体的分子都只有1个，能不能实现？
能吧~！？
2个呢：能
3个呢：能

数学归纳：
如果N各可以，那个N+1个可以吗？这个问题不好回答，我想是可以的，就是几率变小了

一个几率变小了的问题怎么能说它不会发生呢？

Answer 1

你的猜想是可能发生的，但第二定律指出在宏观的自然条件中任何的过程都不可能自发地向复原方向发展，要使系统从终态回到初态必需借助外界的作用。这种情况必适于宏观，而你想将这个问题已是极限化，本就脱离了第二定律的学术目的，毕竟宏观的两个瓶子中只存在两个分子这是极难做到的。再者若是两个原子，将其作为两份气体，根据热力学第〇定律，这两部分气体仍会保持平衡，此时，两个瓶子形成的空间则是一个整体，在理想条件下，它是有几率回到原来的瓶中。但同时，另一个原子也有同样的几率来到原不属于它的瓶中。这就不是定向了。而第二定律中的自发两字便是本定律的主重点。而在你的猜想中，其原子并非自发。 对于你用数学归纳法来推广到物理中，这种想法是好的。但是你要知道，很多很多的物理现象是必须用实验来证明的，理论不是全部！当然，要做这么一个实验，其难度可想而知，这就需要我们在真空制造、微观操作等其他的领域也要有着尖端的技术才可以。

Answer 2

你的这种想法否认了”热力学第二定律“。
气体间的扩散现象（分子不规则运动）是宏观过程不可逆性的一个典型例子，根据”热力学第二定律“这个过程是不可能反向发生的
热力学第二定律（你所感到疑问的，没别的办法，记住它就行了）指出一切实际宏观过程都是不可逆的，所以“要使各自气体回到原来的瓶子里，必须施加外力

Answer 3

不错，的确有几率发生，你的这个思路很接近“庞加莱回归”理论。
当年热力学第二定律提出后，的确有不完备之处。庞加莱利用他的证明，对热力学第二定律进行了补充，把定律限定在“大量分子数目”的前提下，并且在“微观局域”和“亚原子”情况下不适用。

Answer 4

不管是1个还是2个。回到自己的瓶子都做了功。
第二定律指出在自然界中任何的过程都不可能自动地复原，要使系统从终态回到初态必需借助外界的作用

Answer 5

热力学第二定律是告诉我们，宏观现象的发生是具有方向性的