| 情報 Information | ・エントロピーの話し（参考図１〜参考図６） |
| 参考図インデックス （タイトルをクリックして下さい。該当する図にジャンプします。） | |||
参考図１ 〔容器Ａと容器Ｂに水が入っています〕 参考図２ 〔容器Ａの水を温める〕 参考図３ 〔容器Ａのお湯を容器Ｂの水に混ぜる〕 参考図４ 〔エントロピーの定義〕 参考図５（ａ） 〔容器Ａのエントロピーの変化〕 参考図５（ｂ） 〔容器Ｂのエントロピーの変化〕及び〔全体のエントロピーの変化〕 参考図６ 〔熱量から仕事を取り出す実験〕 参考図７ 〔容器Bから容器Ａと同じ量の仕事を取り出す実験〕 |
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| 〔容器Ａと容器Ｂに水が入っています〕 | |||
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| 25℃の水50gが入った容器Ａと25℃の水450gが入った容器Ｂがあります。大気の温度も25℃で、容器Ａ、容器Ｂの水、大気の温度は皆同じで、平衡な状態にあります。 |
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| 参考図１ | |||
| 〔容器Ａの水を温める〕 | |||
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| 容器Ａの25℃水50gを75℃まで温めます。容器Ａの水には、2500ｃａｌ の熱量が与えられたことになります。 |
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| 参考図２ | |||
| 〔容器Ａのお湯を容器Ｂの水に混ぜる〕 | |||
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| 容器Ａの75℃のお湯50g全部を、容器Ｂの25℃の水450gに混ぜます。混ぜる前と後のエネルギー（熱量）の総和は一定で、変わることがないという『エネルギー保存の法則』にしたがって計算すると、混ぜた後の水500gの温度は、30℃となります。 |
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| 参考図３ | |||
| 〔エントロピーの定義〕 | |||
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| 温度がＴの系に、微小の熱量dＱが流れ込んだときの、エントロピーの変化dＳは、〔流れ込んだ熱量（cal）〕を〔熱量が流れ込んでいく系の温度（Ｋ）〕で割った値です。 （※注） ここで、dＱ、dＳは、記号と考えて下さい。それぞれ、デルタキュー、デルタエスと読みます。 |
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| 参考図４ | |||
| 〔容器Ａのエントロピーの変化〕 | |||
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| 容器Ａのお湯を容器Ｂの水に混ぜている過程で、容器Ａのお湯の温度は刻々変わっていくので、積分を使って計算します。その計算結果（-6.925cal／Ｋ）だけに注目して頂ければ結構です。 |
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| 参考図５（ａ） | |||
| 〔容器Ｂのエントロピーの変化〕及び〔全体のエントロピーの変化〕 | |||
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| 容器Ａのお湯を容器Ｂの水に混ぜている過程で、容器Ｂのお湯の温度は刻々変わっていくので、積分を使って計算します。その計算結果（7.4100cal／Ｋ）だけに注目して頂ければ結構です。容器Ａのエンタルピーの変化と容器Ｂのエンタルピーの変化を加えると0.545cal／Ｋとります。つまり、お湯と水を混ぜる前より混ぜた後の方がエントロピーは増大しています。 |
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| 参考図５（ｂ） | |||
| 〔熱量から仕事を取り出す実験〕 | |||
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| 注射器の球状部を容器Ａの75℃のお湯の中に浸すと、球状内部の空気は暖められて熱膨張し、ピストンを押し上げます。すなわち、仕事を取り出すことができます。容器Ｂの30℃のぬるま湯の中に浸した場合は、球状内部の空気の熱膨張がごくわずかなため、ほとんど仕事を取り出すことができません。 |
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| 参考図６ | |||
| 〔容器Ｂから容器Ａと同じ量の仕事を取り出す実験〕 | |||
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| 気温が−２０℃の空気を注射器で吸入して実験をすれば、容器Ｂの30℃のぬるま湯からも容器Ａの場合と同じ量の仕事を取り出すことができます。ポテンシャルを生み出しているのは、２つの熱源の温度差であることがわかります。 |
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| 参考図７ | |||