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科学の雑学Q&A

エントロピーとは?|簡単に・わかりやすく2分まとめ!

更新日:

 

今回は『エネルギーの雑学』として、

エントロピーとは?

という疑問に、とにかく ”わかりやすく・簡単に” 答えていきます。

エントロピーとは?

 

エントロピーとは?

 

さっそく『エントロピーとは?』の答えから!

 

エントロピー」は、ずばり

【複雑さ】・【乱雑さ】を表すための考え方

で、

【エントロピー】が増える ⇒ 【ごちゃごちゃ】して考えるのが大変になる!

というイメージです。

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エントロピー」は

状態がもとに戻らない時(不可逆変化:ふかぎゃくへんか)に有効

で、例えば

【コーヒー】に【ミルク】を加えた

ときを考えると、

最初は【コーヒー】の上に【ミルク】がのっているだけ

ですが、かき混ぜてみると

【コーヒー】と【ミルク】が混ざり合って一緒に

なります(一度混ざったコーヒーとミルクは元通りにならないので「不可逆変化」)。

 

このとき、

【ミルクの分子】(ミルクを形作っている粒)が【コーヒーの分子】の間に入り込んでいる

わけで、

どの【ミルク分子】がどの【コーヒー分子】とくっつくかを調べよう

としても、

分子の組み合わせは【運しだい】

なので、

可能性(組み合わせ)がたくさんあって考えるのが大変すぎ

です…( ゚Д゚)

 

こうした

考えるのが大変な【複雑なこと】を表すのが【エントロピー】

で、

エントロピーが増大した ⇒ より複雑になった

といえます。

 

よくわからなくても、感覚的に

エントロピー ≒ 複雑さ

と覚えておけばOKです( `ー´)ノ

 

エントロピーの例」を挙げてみると、

 水を飲む ⇒ 水分が全身に吸収されて ”いろんなこと” に使われる(複雑だからエントロピーの増大!)

 食事をする ⇒ 栄養素が ”いろんな場所” から吸収されてエネルギーになる(難しいからエントロピーの増大!)

 料理をする ⇒ 材料を切ったり焼いたり、調味料が加えるとおいしさが変わる(手順が多いからエントロピーの増大!)

といった感じで、ざっくりと

複雑で考えることが多くなる ⇒ エントロピーが増大している

とイメージしてください。

 

ただ、

熱力学(ねつりきがく:温度があがると物が動いたりするのはどうして?といった不思議を研究する学問)

という「エントロピーの考え方が生まれた分野」では、「エントロピーの増大」は

断熱系(だんねつけい:よそから熱が加わらない環境)で不可逆変化(もとに戻らない反応)が起きたときに生じる(熱力学第2法則)

と定義されているので少し区別は必要です。

 

そもそも「エントロピー」なんていう曖昧な指標が生み出されたのは

【熱によって生じる状態変化】と【気体の仕事量(運動量)】の関係性を研究

するためで、

【一度変化したら元通りにできない反応(不可逆性)】だと【元に戻せる反応(可逆性)】よりも複雑で考えることが多くなってんじゃん!

ということを言いたかったにすぎません。

 

「法則」と聞くと偉そうでかしこまってしまいそうですが、中身はたいてい「研究成果を誇示するもの」か「研究を楽にするために便利なもの」のどちらかなので、気楽におもしろそうなものだけ覚えていきましょう!

 

以上、『エントロピーとは?』について簡単にまとめました。

お読みいただきありがとうございました<(_ _)>

 

『エントロピーとは?』まとめ

 エントロピー ⇒ 複雑さを表す指標で、エントロピーの増大は乱雑さの増加に相当する(基礎理念は断熱系における不可逆変化がエントロピーの増大をもらたすことによる)

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