熱力学第二法則で解説いたしましたが、エントロピーとは分子の乱雑さのことを表しています。これを熱力学の視点から解説していきます。水にインクを垂らすと広がります。インクが広がった状態では分子が乱雑であり、「エントロピーが大きい」ということになります。熱力学第二法則においてエントロピーは、熱は熱いものから冷たいものへ移動するが、冷たいものから熱いものへは移動しないような「不可逆現象」においては増大し、「可逆現象」では一定となります。エントロピーは次の式で表されます。割ったものがエントロピーとなるのか感覚的に理解し難いですが、こういうものだと理解して下さい。(式1)は可逆現象でのみ成立します。次にこの理由について、カルノーサイクルを用いて説明します。効率のよいエンジンとされるカルノーサイクルにおけるエントロピーの変化について考えてみます。)カルノーサイクルについて、前述のページでは、P-V線図(圧力と体積の関係)で紹介しましたが、熱の出入りを分かりやすくする目的で、T-S線図(温度とエントロピーの関係)で確認していきます。カルノーサイクルにおいて、外部へ行う仕事は、P-V線図の「線で囲われた面積」となります。式で表すとΔW=PΔVとなります。似たような式で表すことができます。なることが理解できます。Q1-Q2)は等しく、上図の線で囲われた薄緑色の面積は等しいことがわかります。カルノーサイクルは、逆が成り立つ可逆現象です。このときエントロピーは増大しません。となりエントロピーが増加します。以上より、エントロピーが増加しないサイクルの場合は、熱が仕事へ、仕事が熱へ可逆変化することができ、熱効率が最大となります。摩擦熱が発生するようなエントロピーが増加するサイクルの場合は、熱効率が下がることになります。