热物理学
热传递与熵变方向
观察热量自发地从高温物体流向低温物体，以及不可逆过程中总熵增加；并考察反向操作。 记录传热过程中两物体的温度和总熵，检验 。
⚠ 热学模拟为虚拟内容；真实实验中仅可在适当监督下操作热容器和热设备。
器材
- 通过隔板交换热量的冷热储热体
- 初始温度与热导滑块，以及温度和熵图
实验步骤
观察自发热交换
用两个滑块设定热端温度 T_h 高于冷端温度 T_c，固定 κ/C 并观察图表：T_h 下降、T_c 上升并逐渐接近；查看总熵曲线，确认其不减少。增大隔板热导率可加快热交换。点击“尝试反向”查看模拟的反向传热及相应熵变化，然后重置恢复初始过程。 将观察到的量与下式比较： .
读取熵变
从图表记录两只储热体的初末温度，再查看总熵曲线。热量 Q 从热端流向冷端且 时，检验公式 。
改变温差
固定隔板热导，先增大再减小初始温差。比较达到平衡的速度和总熵增量；随后尝试反向控制，认识到逆过程并非自发进行。 将观察到的量与下式比较： .
模拟
实验历史
热力学第二定律在十九世纪逐渐形成，源于人们追问热为何不能全部转化为有用功，以及自然过程为何具有优先方向。萨迪·卡诺于1824年分析热机效率；后来鲁道夫·克劳修斯和威廉·汤姆孙（开尔文勋爵）阐明热转换的限制，并提出关于热传递方向的等价表述。
克劳修斯于1865年将熵引入热力学，并指出孤立系统的熵不会减少。不同温度的物体接触时，热会自发地从热端流向冷端；达到热平衡的过程中总熵增加，而反向过程不会自发发生。这是理想化的描述，计算时必须考虑两个物体的熵，而不只是其中一个。后来统计力学把熵同微观状态联系起来，为宏观热现象提供了更深的解释。随着温差缩小，热交换逐渐减慢；到达平衡后，宏观温度不再明显变化，但微观粒子的运动仍持续存在。
熵的引入把热机效率问题推广为自然过程方向的普遍判据，也说明仅凭能量守恒无法决定过程是否会自发发生。真实热交换还受材料、边界和环境影响；模拟用有限热容的两个物体突出总熵变化，而非完整描述热机。