エントロピー と 温度 と 熱エネルギー と 内部エネルギー
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2025.03.26
ミクロの世界は真実の世界だけど見えません。マクロの世界は見えるけれど幻の現象に過ぎません。
意識の根底に無意識があるように、マクロの世界で見えている物質には、その根底に熱力学的エントロピー( 熱力学的乱雑さ空間 )というミクロの世界が存在します。その熱力学的エントロピーは増大したり縮小したりして、熱エネルギー( 熱 )に変換できない内部エネルギーを蓄積したり消滅させたりしています。熱エネルギー( 熱 )に変換できない内部エネルギーとは、温度を熱力学的エントロピーで積分して得られる内部エネルギーのことです。
内部エネルギーには、熱エネルギーに変換できる内部エネルギー と 熱エネルギーに変換できない内部エネルギー の2種類あります。熱効率が良くなるためには、伝達目的以外の物質になるべく熱エネルギーが伝わらないということはもちろん、さらに、熱エネルギーに変換できる内部エネルギーの割合が多くなければなりません。
熱エネルギー( 熱 )は、内部エネルギーの受け渡しのときに手段として用いられるエネルギーの一種です。
熱 や 力 などのエネルギー伝達の手段を産生できる内部エネルギーは「 自由エネルギー 」と言われ、エネルギー伝達の手段を産生できない内部エネルギーは「 束縛エネルギー 」と言われます。たとえば、気体Aの等温圧縮のとき、気体Aは取り巻かれている気体Bによって仕事をされ、次第に体積を小さくしていきます。このとき、温度と分子の数は変わらずエントロピーが減少します。つまり、内部エネルギー量は変化せず、自由エネルギーの割合が増加します。
0℃( 273.15 K )の氷が0℃の水に融解するとき、熱力学的エントロピーは増大し、束縛エネルギーは増加します。0℃( 273.15 K )の水が0℃の氷に凝固するときは、熱力学的エントロピーは縮小し、束縛エネルギーは減少します。
温度は境界部分に衝突する分子1個の平均的な運動エネルギーを反映しており、熱は境界部分に衝突する分子全体の平均的な運動エネルギーを反映しています。