エントロピー:障害の尺度
* 定義: エントロピーは、システムの障害またはランダム性の量を測定する熱力学的特性です。 システム内でエネルギーの広がりがどのように広がるかを定量化する方法と考えてください。
* 単位: エントロピーは、ケルビンあたりのジュール単位(j/k)で測定されます。
熱エネルギー:熱エネルギーの移動
* 定義: 熱エネルギーとは、異なる温度でのオブジェクト間の熱エネルギーの移動です。
* 単位: 熱エネルギーは、ジュール(j)の単位で測定されます。
接続
* 熱力学の第2法則: 熱力学の第2法則では、閉じたシステムのエントロピーは常に時間とともに増加すると述べています。簡単に言えば、物事はより多くの障害になる傾向があります。
* 熱伝達とエントロピーの増加: 熱エネルギーがより熱いオブジェクトからより冷たいオブジェクトに流れると、システムのエントロピーが増加します。これは、エネルギーがより均等に分布し、より障害のある状態につながるためです。
* 例: ホットなコーヒーを想像してみてください。コーヒーの分子は急速に動いており、比較的秩序ある状態にあります。コーヒーが冷えると、熱エネルギーは周囲の空気に移動されます。 空気中の分子はよりエネルギッシュになり、よりランダムに移動し、エントロピーが増加します。
重要なポイント:
* 自発プロセス: 宇宙のエントロピーを増加させるプロセスは自発的です(外部入力なしで発生します)。これが、熱が熱から寒さに流れる理由であり、その逆ではありません。
* 可逆性: 閉じたシステムでは常にエントロピーが増加しますが、一部のプロセスは逆転することができますが、システムにエネルギーを追加することによってのみ(そして他の場所でエントロピーを増やします)。
* エントロピーと寿命: 生物は高度な順序を維持し、熱力学の第二の法則に逆らっているようです。しかし、彼らは環境からエネルギーを消費することでこれを行い、周囲のシステムのエントロピーを増やします。
要約:
エントロピーと熱エネルギーは、熱力学の基本的な概念です。熱エネルギーは熱エネルギーの移動であり、システムのエントロピーの増加を促進します。熱力学の第2の法則は、閉じたシステムでエントロピーが常に増加し、障害を増加させるプロセスが発生する可能性が高いことを説明しています。