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)