エントロピーのはなし

熱力学第１・第２・第３法則を習ったのは遠い昔・・・
かすかな記憶を頼りに書き出してみると

第１法則・・・閉ざされた系のエネルギーの総和は保たれる
第２法則・・・閉ざされた系では変化があるたびにエントロピーの総和は増大する
第３法則・・・絶対零度の系のエントロピーはゼロである

言い換えれば

第１法則・・・変化があっても保たれるべき要素によって変化の在り方が制約される
第２法則・・・自然に変化が起きると無秩序な姿に崩れていく
第３法則・・・これ以上整えようがないきちっと整った状態を温度の底という

ってことなんですけど・・・

話は変わってカレーなどを食べた後の口直しにフェンネルを口に含むわけですが、インド料理屋に行くとローストしたフェンネルにザラメを混ぜてあるか、カラフルなスイートフェンネルが置いてあります。
我が家ではローストしたフェンネルにいくばくかのスイートフェンネルを混ぜることで甘すぎない口直しを作っています。
混ぜる前の状態がこれ

この状態からシェイクして冒頭の待った状態のオリジナルソーンフになるわけです。

話を戻して熱力学の話ですが、混ざる前の状態ではフェンネルローストとスイートフェンネルそれぞれに許される状態は境界線の上下で制約を受けていたのが、混ざった後は許される状態が多くなる。ある粒子に許される状態の数がエントロピーというわけです。

では混ざったソーンフをシェイクして自然に元の状態に戻りうるかといえばそんなことはあり得ないわけですね。

この原則を様々な現象に当てはめると熱力学第２法則の様々な表現方法を得られるわけです。

粒子の無秩序な運動が熱なのですから勝手に規則正しい運動にはならない。
エネルギーの変換が行われるたびに他の形のエネルギーをすべて熱に変換できますが、すべての熱を他の形のエネルギーに変換するのは無理だということです。