/エントロピー増大則2018.02.21エントロピー増大則Tweet重要なお知らせお使いのブラウザのJavascriptは無効になっています。当ホームページでは、数式の表示にJavascriptを使用しています。そのため、Javascriptを有効にしていない場合、数式が正しく表示されません。[mathjax]エントロピー増大則とは、断熱過程における不可逆変化で、エントロピーが増大する法則のことである。数式で表すと次のようになる。基準状態\(O\)に対する、状態\(A\)におけるエントロピーとは、次のように定義された。不可逆過程を含むサイクルの熱効率\(η’\)と、可逆過程のみで構成されるサイクルの熱効率\(η\)は、次の関係を満たす。不可逆過程を含むサイクルとエントロピーの微小量(不可逆過程2の図)上のように、可逆過程\(C_1\)と不可逆過程\(C_2\)で構成されるサイクル\(C\)を考える。このサイクル\(C\)は不可逆過程を含むため、次の式が成り立つ。\end{eqnarray}一方、可逆的な経路\(C_1\)に沿って\(A\)から\(B\)に状態が変化したときのエントロピー変化\(S(B)-S(A)\)は、次のように書けた。\frac{d’Q}{dT}=S(B)-S(A)・・・(2)$$参考:エントロピーの定義とは式(2)を式(1)に代入する。$$S(B)-S(A)+\int_{C_2}\frac{d’Q}{dT}<0$$エントロピーの項を右辺に移項する。\frac{d’Q}{dT}<S(A)-S(B)$$両辺の微小量をとると、上の式は次のようになる。今考えている不可逆過程が断熱過程であると仮定すると、式(3)左辺の\(d’Q\)が\(0\)になる。$$0<dS$$この式は、断熱過程における不可逆変化では、必ずエントロピーは増大する。この式のことをエントロピー増大則という。ちなみに可逆過程では、同じような手順を踏んで\(dS=0\)であることが求まる。この2式をまとめてみる。エンタルピー\(H\)とは、次のように定義される状態量のことである。経験事実より、次の原理が提唱された。系の内部エネルギーの変化\(ΔU\)は、外部から系に入ってくる熱の総計\(Q\)と外部から系に加えられる仕事の総量\(W\)の和となる。絶対零度とは、熱力学における絶対温度Kの最低となる温度のことである。この絶対零度は摂氏-273.15°Cである。熱力学には、熱力学第零法則から第三法則までの基礎的な4つの法則が存在する。この記事では、これらの法則の概要を解説す...記事を読む熱力学SNSでもご購読できます。*メールアドレス(公開はされません。*次回のコメントで使用するためブラウザーに自分の名前、メールアドレス、サイトを保存する。上に表示された文字を入力してください。