12. 一杯置於桌上的熱咖啡最後將冷卻，但置於桌上的冷咖啡不可能自行變熱，此為熱力學第幾定律？
(A)第一定律
(B)第二定律
(C)第三定律
(D)第零定律

0.溫度 1.守恆 2.方向 3.零度

這題在考的是熱力學四大定律的基本觀念。
• 熱力學第零定律 (Zeroth Law)：定義了溫度的概念以及系統間的熱平衡。如果兩個系統分別與第三個系統達到熱平衡，那麼這兩個系統之間也必定處於熱平衡。與題意無關。
• 熱力學第一定律 (First Law)：即能量守恆定律。能量不會無中生有，也不會無故消失，只會從一種形式轉換成另一種形式。這個定律只說明能量的轉換關係，但沒有說明能量轉換的「方向性」。單就第一定律而言，冷咖啡從環境吸熱變熱，只要環境失去等量的熱，能量依然守恆，所以第一定律無法解釋為何這個現象不會自然發生。
• 熱力學第二定律 (Second Law)：此定律指出了自然過程中能量轉換的「方向性」和不可逆性。其中一個經典的表述（克勞修斯表述）就是：「熱量無法自發地從低溫物體傳遞到高溫物體」。
• 熱咖啡（高溫）會自發地將熱量傳遞給周圍較冷的空氣（低溫），直到溫度相同，此過程符合第二定律。
• 冷咖啡（低溫）不可能「自發地」從周圍較高溫的空氣中吸取熱量而變得更熱，這就違反了第二定律。
因此，題目所描述的現象，正是熱力學第二定律的具體體現。
• 熱力學第三定律 (Third Law)：說明當系統溫度趨近於絕對零度（0 K）時，其熵（Entropy）也將趨近於一個定值（通常為零）。這主要在探討極低溫下的物理特性，與題意無關。