概念
1865年、クラウジウスは移動した熱を温度で割った量をエントロピーと名づけました(dS = δQ/T)。ボルツマンはこれを S = k ln W と再解釈しました。ここで W はある巨視的状態に対応する微視的状態の数であり、これによってエントロピーは乱雑さ、あるいは可能な配置の数という意味をもつようになりました。
第二法則
- クラウジウスの原理:熱は低温から高温へ自然に流れない。
- ケルビン=プランクの原理:単一の熱源から得た熱をすべて仕事に変える機関は存在せず、効率はカルノーの限界(1 − Tc/Th)を超えられない。
- エントロピー増大:孤立系のエントロピーは増加するか一定にとどまり、これが時間の矢を定める。
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社会的解釈と批判
ジェレミー・リフキンの『エントロピー』(1980)は、化石燃料文明がエントロピーを加速させると論じ、低エネルギー社会を求めました。生態経済学者ジョージェスク=レーゲンも経済をエントロピー的過程として捉えました。しかし生物や地球のような開放系はエネルギーの流れによって局所的な秩序をつくれるため、この法則を社会にそのまま移し替えることには限界があります。
関連項目: 人新世(アントロポセン)、伝熱(伝導・対流・放射)、熱力学の法則
参考文献
- Clausius, R. (1865). Über verschiedene für die Anwendung bequeme Formen der Hauptgleichungen der mechanischen Wärmetheorie. Annalen der Physik, 201(7), 353-400.
- Atkins, P. (2010). The Laws of Thermodynamics: A Very Short Introduction. Oxford University Press.
- Rifkin, J. (1980). Entropy: A New World View. Viking.
- Georgescu-Roegen, N. (1971). The Entropy Law and the Economic Process. Harvard University Press.