エントロピーについて

質問

今度の4月に大学三年になるものです。

理系なら知っておきたい化学の基本ノート物理化学編って本で、
勉強していて、この本のp163に書いてある内容なのですが、

ピストンの上にある重りを少しづつ減らしていき、ピストンを上に上げさせて膨張させたら内部のエントロピーが大きくなり、重りの量をもどしていったら元通りになって内部のエントロピーが小さくなると書いてあります。

膨張させたときは、内部のエントロピーが大きくなる一方で外部のエントロピーが小さくなるけど全体としてはエントロピーが大きくなることはわかるのですが、元通りにさせたとき全体としてエントロピーが小さくなる気がするのですが、これは熱力学第二法則に反している気がします。

多分僕がどこかで勘違いしてるのだと思うのですが、もしわかるかたいらっしゃいましたら解答お願いします。

回答No.2

Meowth

ピストンの上にある重りを少しづつ減らしていき、ピストンを上に上げさせて膨張させたら内部のエントロピーが大きくなり、重りの量をもどしていったら元通りになって内部のエントロピーが小さくなると書いてあります。

は
準静的と明示されていないが　
少しづつ減らして
というあたりから
準静的
と想像される。
準静的としても、他の条件が書いていないので
なんともいえない。
準静的断熱仮定ならば、エントロピーの変化はない。
簡単のため、理想気体で
ピストンは透熱壁で、外部の温度一定の熱源と熱交換できる場合、
=等温変化の場合、

dU=0
dS=p/TdV=R/VdV
S2-S1=RlogV2/V1
で内部のエントロピーは増大する。全体が孤立系なら
全体としては（準静的断熱変化）ｄS=0なので、
内部のエントロピーが大きくなる一方で外部のエントロピーが小さくなり
総和の変化は０
逆に重りの量をもどしていったら
元通りになって内部のエントロピーが小さくなる
でしょう。

＞膨張させたときは、内部のエントロピーが大きくなる一方で外部のエン
＞トロピーが小さくなるけど全体としてはエントロピーが大きくなる

のは、準静的変化でないとき。（外部のエントロピーが小さくなるかも分からない）

＞元通りにさせたとき全体としてエントロピーが小さくなる気がする
のはなぜ？
（孤立系で全体としてエントロピーが小さくなることはないが）
準静的変化でないとき。
内部を元にもどしたら、外部はもとには戻らない。
→系全体のエントロピーは増大している。

過程について補足がないとなんともいえない。

回答No.1

noname#160321

これは本が間違っているように思います。
準静的過程で外部に向かって仕事をし、
また逆に仕事でエネルギーを受け取る過程は、エントロピー変化無しだったはずですが。
現在準静的過程について再構築中ですが、評判の良い「ＥＭＡＮの物理」を貼っておきます。

参考URL：

http://homepage2.nifty.com/eman/index.html

補足

解答ありがとうございます。
もしかしたら僕の勘違いかもしれないのでお聞きしたいのですが、
準静的過程において内部のエントロピーは大きくなって、外部のエントロピーが小さくなって、全体として変化が無いということで合ってますか？