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読者投稿:エントロピーの増大の法則とは何か?

目次 国際的な小咄

1660 : ミジュニキ ◆XksB4AwhxU : 2021/02/12(金) 20:03:27 ID:fDEodD6c


エントロピーの増大の法則とは何か?

                 ,  -――-  ._
              . ´         `ヽ‐-  、
           -‐f´              ',:::::::::)    「エントロピーは増大し続ける」
         (:::::::::::;               ヽ:ノ
          '、::::::/                 {
           Y    ,f^li         ,f^li     |     よく聞く言葉ではあるが、これは一体どういうことなのだろうか?
              |    |:しl| , -‐- 、 |:しl|   |
              ',     ゞ_ノ {:.:.:.:.:.:.:.:} ゞ_ノ    '
               ヽ   ' , '  丶--- '  ' , '   /
            r\      _       /      エントロピーというのは「乱雑さ」*を意味する。
       , - 、 人_ 丶. _  (__/⌒ヽ/⌒ヽ
       /^丶 ∨ /      ̄/        /        なのでエントロピーの減少は「秩序だったものになること」
     /    \|_,/           /´ ̄`ヽ . _
     ,^ 丶.   └!            ヽ.    _):::::`ヽ    エントロピーの増大は「秩序が崩れていくこと」を意味しているんだ。
     |    \  ,|            /  ̄.:::::::::::::::ノ
    丶---‐'^{_/ ゝ            /------‐=彡
            /:::::::::`ァー----‐r.::´::::::::\         この秩序という概念を整理しておこう。
           く:(:::(::::::::/      ヽ:::::):::::)::ノ
           `⌒ ´        ` ⌒´


*乱雑さというのは統計力学での意味だけど、もっと広い意味でも取れる。



                , -‐ァ'' " ̄ ̄ ̄`丶、
            {:/          \_
           〃, -、 , -―- 、     {: :`ヽ      これは積み木を考えると分かりやすい。
           / /   {: : : : : : } , -‐、 ヽ: :ノ
             { ' ,  '  丶---‐'    |   〈
             |    \_     _,  ,      |       「積み木のお城」と「地面に散らばった積み木」
           「`‘.       ̄ ̄   , '   /
           |  \             /        どちらが秩序だっていると言えるか?
            ヽ  { ⌒ヽ  , -‐ 、  _,/
          \ 〉    ̄    ⌒ヽ
               / , -―-、   {´ ̄ `丶、        もちろんお城の方が秩序だっていると言える。
           / //  / ヽ  ヽ __ ノ
            |  V   {   }    |
           ',  >  r--‐'    /-―…= 、       だがしかし、秩序だっているものは不安定で、
           ヽ   ̄      /: : : : : : : : :)
           /丶 . __,.  く  ̄ ̄ ̄ ̄        時間が経てば崩れてしまい、地面に散らばってしまうんだ。
              /: : : : /   ヽ: : : : \
          /:/: :/:/      ゝ:_):_:)ノ
         丶-‐='′

.





1661 : ミジュニキ ◆XksB4AwhxU : 2021/02/12(金) 20:04:08 ID:fDEodD6c




                  ,  -―――- 、
               __/          \ __
             /:::::}               ヽ:::}     じゃあ次に「熱湯と冷水が分かれている状態」と「混ざった状態」
              |:::::::/                  V
              ヽノ      , -―- 、     ',     どちらが秩序だっているのか?
                  |   /⌒ヽ {:.:.:.:.:.:.:.:.:.} /⌒ヽ |
                  l   '  '  丶---‐'  '  '  '
                、   '  く´ 厂 ̄`>  '  /     これは分かれている状態の方が秩序だっていると言えるんだ。
              `Y⌒ >―┐、__/     イ
               { /   /⌒ヽ_ノ⌒ヽ/ }
                /     /        _,/丶、    だがこれも、同じ部屋の中であれば、いつかは均等になってしまう。
          , -― 、八__,/   __     |    )
         く::::::::::::::::::ヽ|     /ヘ   ∧  | ̄ ̄
             \:::::::::::::::|     \ }   }ノ  ,'       というわけでエントロピーは増大すると言えるんだ。
            丶--- \    く___〉  /
                /:\         /:\       …だが、これには「閉じた系」においては、という条件がつく。
                   /:/::::::::/` ̄ ̄ ̄´ヽ::::::ヽヽ
               (::(:::(:ノ          ヽ::):::)::)



|  __
|/::::::::>-―‐- 、
|:::/        丶         では、蒸気機関を思い浮かべてくれ。
|' 、_             \
| /:し>             ヽ
|八:::ノ , -‐- 、       ',\    蒸気機関では外界(ボイラー)と管(水を通す部分)に分かれている。
| ,    {: : : : : :ヽ  、   |::::::〉
| /l>、 \: : : : : ノ /し:7  ,:/    ボイラーを炊いたとき…有機物という秩序だったものが分解…無秩序になるとき、
|ヽ\ \_丶-‐' {:::ノ  /
| l  \  l>、  '  ,  〃      管の中の水の流れは一定方向に流れる…つまり秩序だったものになるんだ。
|ー---=、⌒ヽノ  '  /
|、     \ )ーァ '´
|/\_   丿 _/_          つまり二つの閉じられた系があるとき、ただエントロピーが増大するだけじゃなく、
|   / } ̄  }:::::::::::::ヽ
|\ァ'ー'     /:::::::::::/         片一方の系のエントロピーを減少させることができるんだ。
|      /  ̄ ̄
|ー-r― く
|  乂_)_)_)               このエントロピーの減少が起こってるのが地球の表面や発電所なんだ。

.


1663 : ミジュニキ ◆XksB4AwhxU : 2021/02/12(金) 20:04:50 ID:fDEodD6c




            , -―――‐- 、 __
       _ ,/          `丶//∧     だが、さっきのような現象でも複雑なものに変換するのは大変なので、
      /'//             ノヽ/|
      { /// 、           ∠)ハ ヾ     全体としてはエントロピーは増大しているんだ。
     V//  /:(_>、  , -―- 、 {:i;;;;}:::}   ',
     V   ハ:{;;;;ノ}  /     } V::::::ノ   l
       |  乂::::ノ  ヽ ___ ,ノ        |    だから、もし宇宙が何も変わらず、一つしかなかったのなら、
       l   ,   ,    , へ、  '    '  ,
      ',    ,    /   \   '   /    エントロピーは増大して(一番無秩序な熱になる)、
      ヽ、    _ // ̄ ̄`ヽ -- 、 ∠、
        >‐-、//⌒l|     | l⌒\)  )    熱的死が訪れると言われていたわけだな。
         〈    /    ||     | |   ヽ/
          \ /     八    ノ人    }                                  ~~~おわり~~~

.


1665 : ミジュニキ ◆XksB4AwhxU : 2021/02/12(金) 20:07:30 ID:fDEodD6c

補足 統計力学というのは分子が集まった集合での力の方向を調べる学問。

水分子が右に1個動いて、左へ101個動いたのなら、左へ100個分の水分子の力が加わってることになる。


1664 : 尋常な名無しさん : 2021/02/12(金) 20:07:00 ID:j3aoSB.Y

乙です
だから宇宙の熱的死を防ぐために魔法少女になってよ


1666 : 尋常な名無しさん : 2021/02/12(金) 20:07:33 ID:Evda3HME

投稿乙でした

力学系講義でエントロピーが出た後の学生の雑談
 「俺の部屋のエントロピー高くてさー」
 「整理してないだけだろ、一人暮らし乙」
 「あれ? 高い方が散らかってるんだっけ、低い方だっけ」
かなりお約束感があった雑談ネタw


1667 : 尋常な名無しさん : 2021/02/12(金) 20:07:38 ID:N5UENMiM

乙。このまま何も変化が訪れないのなら、宇宙の寿命が来るということでおけ?


1668 : ミジュニキ ◆XksB4AwhxU : 2021/02/12(金) 20:09:45 ID:fDEodD6c

>>1667
広がりもせず、このままなら宇宙の寿命が来ますね!


1669 : 尋常な名無しさん : 2021/02/12(金) 20:10:21 ID:j3aoSB.Y

>>1667
どっちかというと変化の果てに変化できなくなって実質的に滅びる感じかな


1670 : 尋常な名無しさん : 2021/02/12(金) 20:10:39 ID:mpib1qDE

乙~
宇宙が膨張を続けるから宇宙定数なんて制定しないといけなかったし何か現状不明のエネルギーはあるんじゃないか?と思ってる


1671 : 尋常な名無しさん : 2021/02/12(金) 20:11:30 ID:lV4zFwZ.

おっつおっつ
あーエントロピーねわかるわ(物理0点並感)


1672 : 尋常な名無しさん : 2021/02/12(金) 20:11:42 ID:N5UENMiM

おけおけ。まあ、形ある限りいつかは壊れるし、何兆年後とかそこらへんの話だろうし、特に関係はなさそうかな
弥勒菩薩が来る時期とかそこらへんの話と同列よ


1673 : 尋常な名無しさん : 2021/02/12(金) 20:11:46 ID:zd3QogFA

投下乙でしたー
アメリカのエントロピーは今増大しているのか減少しているのか…


1675 : ミジュニキ ◆XksB4AwhxU : 2021/02/12(金) 20:13:01 ID:fDEodD6c

このエントロピーの増大や減少を考えるために、多元宇宙論が出たりもした。


1674 : 尋常な名無しさん : 2021/02/12(金) 20:12:08 ID:bL5La836

重力があるから全く均一にはならないような気がするんだが
その辺りはどう説明つけてるのかな?>熱的死


1678 : ミジュニキ ◆XksB4AwhxU : 2021/02/12(金) 20:14:52 ID:fDEodD6c

>>1674
そこらへんを今調べているんじゃなかった?ブラックホールって知らないことの方が多いからねー。


1680 : 尋常な名無しさん : 2021/02/12(金) 20:15:28 ID:bL5La836

>>1678
なるほど、どうもです


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