エントロピーとは、いったいなんぞや。

質問

物理学でエントロピー、エンタルピーがでてきて
なにがなにやら、さっぱりわかりません。
やっぱ、化学か生物を履修すればよかったと思ってます。
物理って、ほんとうにむずかしいですね。
誰か熱力に詳しい人でエントロピーをわかりやすく説明してください。よろしくお願いします。

回答No.2

ume_pyon · ベストアンサー

厳密な意味はともかくとして，イメージをつかむのでしたら，

「エントロピー」＝「乱雑さ，バラバラになる度合い」
←バラバラになるほどエントロピーは大きい
「エンタルピー」＝「熱量」

と覚えていただいても差し支えないと思われます．とはいっても，「乱雑さってなんじゃ？」と思われますよね．そこで卑近な(!?)例を挙げましょう．

例えば，合コンなんかを想定してみましょう．さあ，始まって間もないころは，みなさん緊張しているのでしょうか，向かい合わせに男女がきっちりとならんでいますよね（下の図：□はテーブル）．

○○○○
□□□□
●●●●

これは「秩序がある」並び方ですね．統計学などの世界では，このような「秩序のある」世界を「エントロピーが小さい」と呼びます．要するに，バラバラになっていないから，エントロピーは小さいということです．

では，フリータイムが始まったらどうなるでしょうか？

○●●○
□□□□
●○●○

あら？男女が隣り合わせに座り始めました．要するに，男女がごしゃごしゃに混ざってしまい，規則もへったくれもございません（本能と欲望はありますが!!）．いわば，「秩序のない」並び方ですね．このように，「並び方に秩序がなくなる」＝「エントロピーが増大する」といえましょう．

このように考えると，エントロピーと言うのは，どれだけ混ざり合っているか，どれだけバラバラになっているかをしめすバロメーター（指標）といえましょう．

◆一般に，「（自然界では）エントロピーは増大する」という法則があります．
例えば風船の中にガスを入れておいて，その風船を割ったとたん，ガスは空気中に拡散しますよね．つまり，
「拡散する」＝「空気とよく混ざる」＝「空気とガスがごしゃごしゃに混ざる」＝「エントロピーが増大する」
ってわけです．

>やっぱ、化学か生物を履修すればよかったと思ってます。

実は！エントロピーは化学でも生物でも日常生活でも，あらゆるところに見られます．ここではそれらについて多くは語りませんが，例えば化学反応が起きるかどうかを予想するときに，エントロピーという概念が必要であったりします．

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最後に，エントロピーを理解したかどうかの確認です！？

母「あんたの部屋はいつも散らかっているじゃない！ちゃんと掃除しなさい！」
息子「お母さん，散らかるのは『エントロピーの増大』という自然現象だから，いくら片付けたって無駄なんだよ．」

この息子の言い訳がわかりましたか？（笑）

お礼

合コンを例えるなんてナイスですね。
わかりやすかったです。
自然界では、エントロピー増大の法則ですね。
部屋が散らかるのあたりまえのことですね。
乱雑さは、増えるのが当然です。
今度から部屋の掃除は、無駄なエネルギーを使わずに
自然にまかせます。
でもいつかは、お母さんがエントロピー小さくしてくれます。おかんに感謝感謝！今回は、どうも。

回答No.5

naoppe

すみません！

ＵＲＬが不完全だったので再掲します。

http://metal5.mat.usp.ac.jp/~miyamura/notes/netsuriki/mokuji.html

参考URL：

http://metal5.mat.usp.ac.jp/~miyamura/notes/netsuriki/mokuji.html

お礼

君が代の中にエントロピーの矛盾があるとはしりませんでした。ありがとう。

回答No.4

naoppe

こんばんは^^

ちょっと面白いホームページを見つけましたので、下の参考ＵＲＬに入れておきます。

熱力学的には自然界ではエントロピーが増大することと矛盾することが『君が代』の中にあります。

細石の（さざれいしの）巌（いわお）となりて・・・

巌とは大きな岩のことです。
小さな石が大きな岩になって苔が生すほど長い時間という意味ですが、熱力学的には長い時間がたてば小さな石は細かい砂になってしまいます。（笑）
もちろん造山活動などの理由で圧力がかかりこのようなことが起きることもありますが、普通の自然界ではおきません。
そういう意味で君が代反対の理由に挙げている人もいました。

君が代とエントロピーも実は浅からぬ関係があったのです（笑）

　関係ない話ですみませんでした。

参考URL：

http://metal5.mat.usp.ac.jp/~miyamura/notes/netsuriki/mokuji.html

回答No.3

code36

昔の記憶をたどりながらですので間違いがあったら御免なさい。

「統計力学的にはS=lnWで、Ｗは状態数を表します。
とれる状態が多いほど乱雑であります。

全体としてはエントロピーは必ず増大するので、
あるところに情報を与えたときには、そのエントロピーは
外部に排出されます。」

という授業で、輪ゴムをのばすと暖かくなるということを
やった経験があります。

授業は多分生物物理学で、体は情報によって秩序を保っているから
外部に発熱し、また補酵素をかますことで秩序立ててる
というじゅぎょうでした。

生物学の授業にもエントロピーは出てきます。
物理ほどではないでしょうけど

お礼

まちがって補促の所に書いてしまいました。ごめんなさい。

補足

生物の授業にもエントロピーは、出てくるんですね。
物理の通論は、すべての科目に大事なんですね。
ありがとう。

回答No.1

samarukando

物理学を学んでおられるのですね。すばらしいことです。
物理的な意味でのエントロピーについてのページがあります。
お役に立つかどうか分かりませんが、覗いてみてください。

参考URL：

http://honshoji.or.jp/essay/entro/entro01.htm

お礼

参考ＵＲＬは、けっこう話をくだいて
書いてあったのでわかりやすかったです。
ありがとう。