マル太の『道草日記』

ほぼ毎日更新――

エントロピー(1)

 ――エントロピー(entropy)

 という物理量の存在に史上はじめて気づいたのは――

 19世紀ドイツの物理学者ルドルフ・クラウジウス(Rudolf Clausius)であった――

 と考えられる。

 

 当初――

 この物理量の真の意味を、科学者たちは、クラウジウス当人も含め、十分には説き明かせなかった。

 

 クラウジウスは、エントロピーを、

 ――熱のエネルギーの量を温度――絶対温度――で割った値の量――

 と定めていた。

 

 ところが――

 そもそも――

 温度は熱のエネルギーの量の指標である。

 

 例えば、自然界のある部分に熱のエネルギーが集まれば、その部分は熱くなる――

 つまり、温度は上がる。

 

 いいかえれば――

 その部分に集まっている熱のエネルギーの密度――例えば、単位体積当たりの熱のエネルギーの量――が一定ならば、その部分の広さに関わらず、温度は一定である。

 

 よって――

 熱のエネルギーの量を温度で割った値も、一定になりそうだが――

 実際は、一定とはならぬ。

 

 なぜか。

 

 それには、熱のエネルギーが集まっている部分の広さも――

 関わってくるからである。

 

 ……

 

 ……

 

 今――

 温度 T である自然界のある部分に、一定の密度で熱のエネルギーが集まっているとしよう。

 

 その部分に、Q という量の熱のエネルギーを注ぎ込む。

 

 この時、温度が T のまま一定であり続けるには、熱のエネルギーが集まる部分を相応に広くしなければならぬ。

 

 その広くなった部分に、エントロピー Q / T が注ぎ込まれ――

 その結果、その部分に集まる熱のエネルギーの密度は一定で、温度も一定であるが、エントロピーは Q / T だけ増える。

 

 つまり――

 この場合――

 エントロピーは、熱のエネルギーが集まる部分の広さと密接に関わっていることになる。

 

 いいかえると――

 エントロピーは、熱のエネルギーが集まる部分の広さの関数――

 ということである。

 

 『随に――』