熱力学第二法則とは?覆水盆に返らない理由とエントロピーの正体

熱力学第二法則とは?覆水盆に返らない理由とエントロピーの正体

熱力学第二法則とは?覆水盆に返らない理由とエントロピーの正体についての真相をご紹介します。

熱力学の主要な法則と、第二法則が物理学や現代工学に与えた影響を比較表で整理しました。

法則・概念提唱者・定式化物理的意味・定量データ編集部の見解・実用への影響熱力学第一法則マイヤー、ジュール、ヘルムホルツ(1840年代)$\Delta U = Q - W$
(エネルギー総量は不変)エネルギー収支の基礎。ただし変化の進む方向は説明できない。熱力学第二法則
(クラウジウスの不等式)クラウジウス(1854年/1865年)$dS \ge \frac{dQ}{T}$
(孤立系で $\Delta S \ge 0$)不可逆性とエントロピー増大を定義。自然界の不可逆性を決定づける根幹。ミクロ統計熱力学
(ボルツマンの関係式)ルートヴィヒ・ボルツマン(1877年)$S = k \ln W$
($k$: ボルツマン定数, $W$: 状態数)エントロピーを「確率(取りうる状態の数)」として解明した歴史的転換点。情報熱力学
(悪魔のパラドックス解決)シラード、ランダウアー、ベネット(1961〜1982年)情報消去の最小コスト:
$\Delta Q = k T \ln 2$情報と物理エネルギーが等価であることを実証。量子計算やナノテクの基盤。
阿部 裕樹
著者

阿部 裕樹

マネー知識やキャリア形成に役立つノウハウを、初心者にも分かりやすく解説するのが得意です。