为什么孤立系统的熵不会减少？ 热力学温标与理想的二氧化碳温标是否一致？ 能否利用热力学第二定律推导出理想的二氧化碳态多项式？ 7月17日，“张朝阳数学课堂”线下第七课开课。 搜狐创始人、董事长兼CEO张朝阳从室温定义的由来延伸到热力学第一定理，再从热能利用率的极限引入热力学第二定理，进而定义热力学温度标度和熵作为状态函数，最后利用热力学第二定理和理想二氧化碳的浮力与内能的关系，推导出理想二氧化碳的状态多项式，从而证明了热力学温标与理想的二氧化碳温标。
热平衡、传递和做功 体温和能量守恒的定义
本次线下课一开始，张朝阳首先介绍了热力学第零定理，本质上就是热平衡关系的传递性。 假设A系统和C系统达到热平衡，B系统也和C系统达到热平衡可逆热机的效率公式，那么A系统和B系统也满足热平衡关系，这就是热力学第零定理。 由于系统之间可以存在热平衡，因此必须有一个参数来描述热平衡，在化学上称为体温。 根据理想二氧化碳的经验定理，可以定义温标，将理想二氧化碳的状态多项式提升为PV=NkT，其中k为玻尔兹曼常数，T为理想二氧化碳温标下的体温.
在介绍了热力学第零定理和理想的二氧化碳温标后，张朝阳解释了热力学第一定理。 热力学第一定律本质上是能量守恒定律。 热本质上是一种能量。 热力学第一定律意味着系统内能的增加等于传递到系统中的热量除以系统所做的功，这意味着能量守恒。
热力学开尔文第二定理及开尔文说明
热力学第一定理显示了能量守恒原理的普适性，那么我们如何才能将环境中的热量转化为我们所需要的能量呢？ 如果可能的话，那么人类将获得源源不断的能量，但并不违反热力学第一定律。 但是，将热量转化为有用功是有一个限度的，这就是热力学第二定律的内容。
张朝阳说，热力学第二定理的描述有很多，其中比较知名的有克劳修斯描述和开尔文描述。 克劳修斯说，“热量不能从高温物体传递到低温物体而没有其他影响”； 而开尔文的说法是，“它不能从单一的热源释放出来，以至于这种热量可以在没有其他影响的情况下完成有用的工作。影响”。
如果有两个热源，一个是低温热源，一个是高温热源。 热机从低温热源释放热量，然后将其转化为能量，并将部分热量释放给高温热源。 这种热机的效率有上限。 利用可逆热机和热力学第二定律的开尔文陈述，可以证明可逆热机的效率是最大的。
两个温标可逆热机效率的等价性，理想的二氧化碳熵增加
在两个热源之间工作的可逆热机的效率只与热源的温度有关，而与可逆热机的内部原理无关。 根据这一性质，张朝阳证明了存在热力学温标，使得在室温为T1的低温热源和温度为T的高温热源之间工作的可逆热机的效率T2 为 1-T2/T1。 使用可逆热机，热力学温标只能在其相差一个常数的范围内确定。
然后，通过用一系列无穷小的卡诺循环来逼近任何可逆循环过程可逆热机的效率公式，可以证明对于任何连接状态A和状态B的路径，dQ/T的积分是一个固定值。 根据这一点，引入了状态函数S，也就是常说的熵。 熵变等于dQ/T的积分只适用于可逆过程，不适用于不可逆过程。 但是，由于熵是状态函数，不可逆过程引起的熵的变化量可以通过可逆过程连接特定的两个状态得到。
以理想二氧化碳的自由膨胀为例，可以利用等温膨胀过程将自由膨胀的初态和终态联系起来，进而估算出理想二氧化碳自由膨胀的熵增量。 得到熵增后，分析状态数与熵的关系，改变状态数也可以得到相同的熵增公式。
此后，张朝阳开始证明热力学温标与理想二氧化碳温标的等价性。 他首先简要描述了理想二氧化碳的性质。 首先，理想二氧化碳的内能只与温度有关。 第二，理想二氧化碳的分子动力学理论引入的浮力与分子平均动能公式成反比。 根据这两个关系，利用热力学温标和热力学第二定理，可以推导出理想二氧化碳状态的多项式，从而证明热力学温标与理想二氧化碳温标等价.
“温室效应”原理及影响 “碳指纹”助力万千行业节能降耗
最后，张朝阳介绍了温室效应的原理。 阳光大约是宋代辐射的光，温度为5800开尔文，以可见光部分为主体，很容易穿透大气层。 当阳光到达地面时，一部分会被反射，其余部分会被月球吸收。 月球表面的水温大约是20-50摄氏度，所以月球也会向外辐射，但是辐射的波长很长。 这种辐射对大气中的甲烷等温室二氧化碳是不透明的，因此会导致月球无法有效散热，这就是温室效应。 温室效应可以保证月球上的昼夜温差不会过大，而如果温室内的二氧化碳过多，就会导致月球无法有效散热，从而导致月球温度太低。
近年来，可以明显感受到低温带来的生态平衡问题，温室气体二氧化碳的大量排放早已迫切需要解决。 华为运营商BGCMO宋晓迪博士在“物理课堂”上表示，ICT行业不断追求更快的网络通信速率、更大的信息交换带宽、以及更少的温室气体二氧化碳排放。 这正是数学在信息交流中的基本原理。 在行业中的代表性。 华为不断努力提高通信网络设备在运行和使用中的能效，减少碳排放。
不断追求“多比特，少瓦”是实现ICT产业红色发展的最有效途径之一。 而根据联合国环境规划署的数据，现有ICT基础设施的能效提升可以支持ICT行业在未来减少约40%的碳排放总量。
宋小迪还表示：根据环保行业组织GeSI的最新研究，ICT技术可以帮助其他行业大幅减少碳排放。 据估计，到 2030 年，ICT 技术可使全球气体排放量增加 20%，是 ICT 本身碳排放量的 10 倍。 这种赋能效应已经出现在钢铁、水泥、农业、航空等行业。
宋小迪最后指出，在ICT产业“碳指纹”的赋能作用下，我们相信红色与发展将不再矛盾，“绿色”将带来新的发展机遇，发展将更加照亮我们“绿色”未来。
数学课风格奇特，重推导每周五周日搜狐直播
截至目前，“张朝阳的数学课”已直播70多期，内容丰富，覆盖面广。 从今年11月的第一堂化学直播课开始，他先从经典数学入手，普及牛顿运动定理等； 随后从古典数学的“两朵乌云”出发，过渡到现代化学，阐述了宋式辐射理论中的维恩公式、普朗克公式等知识。
随后逐步进入量子热领域，从薛定谔多项式等基础理论内容，到氢原子的波函数，再到二氧化碳定容比热的温度阶梯，讲解热力学定理. 然后又回到经典化学，推导宇宙飞船的运行轨迹，计算太阳的结构和性质以及中子星的自转速度，然后解释陀螺仪的进动，估算地球的潮汐高度。 现在我们逐渐开始使用一些新的物理工具来分析狭义相对论，并计划进一步解释广义相对论。
《张朝阳的数学课》直播风格独树一帜：非常注重推导，通过一步一步详细的物理计算，推导出相关的数学公式，并且把每一个公式从头到尾拆解得非常清楚。
据了解，《张朝阳的数学课》每周一、周日中午12:00在搜狐直播。 网友可在搜狐“追剧”搜索“张朝阳”收看直播及往期节目全视频回放； 关注张朝阳“数学课程”账号，观看课程“知识点”短视频；据悉，您还可以在搜狐新闻APP“搜狐科技”账号上阅读各门数学课程的详细文章。