李 炜，周 正，娄 捷，修发贤

(复旦大学 物理学系，上海 200433)

在物理学的众多研究方向中热力学是与我们生活最密切相关的一门基础学科之一[1],它是一套从宏观层面上系统性地研究物质的热运动性质及其规律的物理理论,其理论基础主要体现在热力学的四大基本定律上,特别是热力学第一定律揭示物质和能量之间的转化与守恒关系,以及热力学第二定律揭示宏观物质演化的不可逆过程进行的方向性,即与具有时间反演对称性的经典力学和量子力学理论截然不同的是,宏观物质世界实际上是一种具有时间反演对称性破缺的系统[2-3],由此而呈现出生物的生命有限和宇宙膨胀等客观物理规律.

对于时间反演对称性破缺的热力学系统,它实际上与在理想气体温标下具有绝对零度不能达到的特征的热力学第三定律存在着千丝万缕的联系.因此,在本文中我们将主要讨论时间反演对称性破缺的热力学第二定律和绝对零度不能达到的热力学第三定律之间的关系,尤其是我们将通过Carnot热机循环效率从定量层面上阐述它们之间的关系,即绝对零度如果一旦能够达到,那么也就意味着Carnot热机循环效率能够达到100%的效率.同时,我们还从微观角度上给予统计解释.另外,我们还将继续系统性地讨论热力学函数,如体系的内能、焓、Helmholtz自由能和Gibbs自由能等，在实际的热力学系统中的应用,特别是在当前有关铁电和铁磁研究领域……