科学と疑似科学とを判別する(2)

125：Ken：2021/08/08(日) 20:18:35 ID:l3c2r2bk: >>121
＞仮に熱平衡状態でなければ、（略）温度(魔法瓶内すべてで同一の温度)は維持されないし

どうもおっしゃる意味が分かりません。結局、ある状態系において、エネルギーと温度が変わらなければ、エントロピーも変わらないと、言われるのでしょうか？　でも、

＞何らかの不均一性があれば、エントロピーはちゃんと増大しますからご安心を。

とも言われますし。

一切の誤解を残さないために、エネルギーと温度が変わらないことが明確な話をします。私の教材に載っている例で、これで決着がつくでしょう。

やはり、断熱閉鎖空間を考えましょう。魔法瓶でよいでしょう。この魔法瓶に仕切り壁を設けて、2つのスペースに分けます。そして、その一方にのみ気体を入れます。その気体の温度をTとしましょう。また、気体がもつエネルギーをEとします。

では、この仕切り壁を取り去るとどうなるでしょうか？

気体は魔法瓶全体に拡散することでしょう。ただし拡散するだけです。気体の各分子は加速も減速もされませんから、温度はTのままですよね。そして断熱閉鎖系ですから、エネルギーもEのままです。

ですが、エントロピーは増大します。気体の分子数をN、仕切りを取り去る前の、片方の空間で１つの分子が取りうる状態数をMとすると、N個の分子が取りうる状態数はMᴺ。仕切りを取り去って、1つの分子が取りうる状態数が2Mになると、N個の分子では(2M)ᴺになります。

よって、全体の状態数は2ᴺ倍になり、その気体のEもTも変わらないのに、Sが変わることになります。

私は、ただ、そのことを確認したかったのです。

＞不定積分関連の指摘が理解できないようでは

それなら、「S = e/T」ではなく、初めから「S = ΣΔe/T + 初期値」とされたら、よかったのではありませんか？　この両者は物理的意味が全く異なるのです。「S = e/T」では、熱平衡が進み、e（熱量移動）が小さくなるほど、Sが小さくなりますから、第２法則がひっくりかえります。

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