エンタルピーとエントロピーの違いって何?間違いやすい理系用語

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エントロピー

熱力学の授業で出てくるエンタルピーとエントロピー、なんだか似ているけれど、実は全然違う用語です。でも、どちらもよく出てくる用語です。

ちなみに、以前別記事で書いた単位換算アプリでも、エンタルピーとエントロピーの項目がありました。

意味が違うのに、何だか似た用語になっているのは、語源が同じような作りだかららしいです。今回は、この兄弟みたいだけど全然違う理系用語について、少し書いていきたいと思います。

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〇エンタルピー

どっちかといえば、エンタルピーの方がわかりやすいと思います。

エンタルピーの単位はJですから、一種のエネルギーを表す用語と思っていいです。(J/kgで表すのは比エンタルピーです)

よく状態量なんて表現されますが、簡単な式で表せば、以下の熱力学の授業でよく見る式になります。

エンタルピーH=内部エネルギーU+圧力p×体積V

内部エネルギーは、運動エネルギーとか、位置エネルギーとか、その物質の持つ総エネルギーです。pVは、膨張、圧縮に使われる外部エネルギー、つまり、エンタルピーとは、自分の持っているエネルギーだけではなくて、仕事分も含めた全エネルギーです。

具体的な計算は省きますが、定圧下では、このエンタルピーの変化量が出入りする熱量(エネルギー)に等しくなります。

〇エントロピー

少し難しいのはエントロピーです。エンタルピーは総エネルギーのようなものだと思えばいいのですが、エントロピーは乱雑さを表す言葉です。

たとえば、水の中にインクを垂らせば、インクは水の中に広がっていきます。インクは自由に水の中を行き来している状態です。これがエントロピーが高い状態。

しかし、水に浮き輪を浮かべておいて、その中にインクを垂らせば、インクは思うように広がっていかない。これがエントロピーの低い状態。

エントロピーとは自由度を表すものだと思ったほうが良いかもしれません。エントロピーの高い状態が自由、低い状態が束縛。

経済的にも自由で心が解放されていれば、エントロピーの高い人、そうじゃなければエントロピーの低い人で

 

自分なんかがまさにそういう性格なのですが、欲求の程度の差はあれど、人間は束縛を嫌うので、自由を求めます。

 

これはエントロピーにも同じことが言えて、自然界では常にエントロピーは小さい方向から大きい方向に向かおうとします。

ちなみに、情報理論でもエントロピーという言葉が出てきますが、これは先に起こる事象の不確かさを示した量です。

天気予報で例えれば、降水確率100パーセントであれば、エントロピーは0、50%であればエントロピーは大きい。そんなイメージです。

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