單元大綱

    • エントロピー増大の法則を説明します。


       高温(TH)の物体と低温(TL)の物体が接していれば、高温側から低温側へ熱(⊿Q)が移動しました。それぞれの物体のエントロピー変化を計算します。

       

      高温物体からみれば、熱を失っているので、熱の移動量は-⊿Q

      低温物体から見れば、熱を受けとっているので、熱の移動量は+⊿Q

       

      したがって、

      高温物体のエントロピー変化(⊿SH

                    SH = -⊿QTH

      低温物体のエントロピー変化(⊿SL

                    SL = +QTL

      と表されます。





       つぎに、高温物体と低温物体を一緒にスッポリ断熱壁で覆ってしまうと(下図参照)、外界との熱の出入りの無い断熱系とみなせます。そのとき、系内にある高温物体から低温物体に熱が移りました。

       

      系内のエントロピー変化の合計(SH+L)は以下のように計算されます。

       

                    SH+L = ⊿SH = + SL = -⊿QTH + QTL

       

      TH > TL だから、⊿SH+L > 0 となります。

      つまり、断熱系では、エントロピーの和が増大します。これがよくいう、エントロピー増大則の一例です。




      ※ 化学反応が進む向きは、実験系と外界を含めた系を断熱系とみなして、そのエントロピーが増大する向きになります。化学反応が止まったようにみえる平衡状態は、エントロピー変化がない条件、と定められます。化学反応を理解するには、エントロピーの理解が大事でです(後のコースで説明します)。