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くれなゐの雑記

身の回りの人や自分が困っていたことを記事にしています

エントロピとは

エントロピって式はわかるけどいまいちなにをしている式なのかがよくわからない。そんなあなたのために(自分含め)説明いたしますぞ!

[!注意!]

記事を書いた本人実はエントロピ習いたてで、早とちりしてる所、実は根本的に間違ってるところがあるかもしれません!余り信用しない方がいいと思います!実は超不安です! 誤解等あれば、ご報告していただければ嬉しいです!

[温度とは何か]

絶対零度って聞いたことありますか?

これ以上下がることのできない温度です。

そもそも何でこれ以上下げることができないのかというと、温度というものは分子がどれだけ元気に運動しているかで、これが0[K]になると元気がなくなり、それ以上下がらなくなります。(古典的な考えですが)

[エントロピとは何か]

さて、突然話は変わりますが、あなたはマラソンした後に100m走るのと、疲れていない状態で100m走るのだったらどちらの方がしんどいと思いますか?ランナーズハイだとかそういうこと考えずに常識的に考えればマラソン後の方がしんどいと思います。いいかえると同じ100mなのにマラソン後で元気がない時に走ると余計に疲れるとなります。エントロピは、このどれだけ疲れるか、に観点を置いています。

では、ここでエントロピの定義式を見てみます。

 \frac{dQ}{T}

先ほど言いましたように、温度は、その物体の元気さを表しています。実際に値を代入してみてみましょう。

まず、1kgで1Kの水から10Jのエネルギーを取り出すと

 \frac{-10}{1} = -10 [J/kg \cdot K ]

つぎに、1kgで100Kの水から同じ10Jのエネルギーを取り出してみます

 \frac{-10}{100} = -0.1[J/kg \cdot K ]

どうでしょうか、同じ10J(同じ距離走るエネルギ)でも、温度が大きくなる(元気があると)、エントロピ(疲労度)のロストは少なくなっていると思います。今回はエネルギー損失のみ考えましたが、逆の考えをするとエネルギーを受け取る時も同様に考えられると思います。

[追記]

大切なこと書き忘れてました

エントロピとはそのまま訳すと、乱雑さを意味します。

今回言いたいことは、あまり分子が活動していない時は、小さな力でも大きな影響を与えるということです。それを"疲労"と例えさせていただきました。