エントロピー

質問

自発変化は全エントロピーを増加させますが、逆に
ある変化が起きると仮定して、全エントロピーが増加するなら
その変化は自発変化といえますか？

回答No.1

101325 · ベストアンサー

いえます。

ここら辺の話は、教科書によって術語の定義が違っていたりするので厄介なのですけど、化学熱力学では

　全エントロピーが増加する⇔自発変化⇔不可逆過程
　全エントロピーが保存する⇔準静的過程⇔可逆過程
　全エントロピーが減少することはありえない。

と考えていいです。

補足

ありがとうございます
全エントロピー増加⇒自発変化については、
全エントロピーが増える変化⇒その系と外を合わせた孤立系で
変化が起きる⇒さらに熱や仕事を加えなくても変化が起きるので、
自発変化といえる、という理解でいいでしょうか？

回答No.2

101325

> 全エントロピーが増える変化⇒その系と外を合わせた孤立系で
> 変化が起きる⇒さらに熱や仕事を加えなくても変化が起きるので、
> 自発変化といえる、という理解でいいでしょうか？
いいです。
ここで、「その系と外を合わせた孤立系」で考える、というのが大事なところです。

じつは「全エントロピーが増加するけど、自発変化とはふつう言わない現象」というものがあるので、「全エントロピーが増える変化⇒自発変化」というのは、きちんと証明できません。きちんと証明できないのですけど、化学熱力学の枠内では自発変化とは不可逆過程の別名だ、と考えていいです。

「全エントロピーが増加するけど、自発変化とはふつう言わない現象」の一つに「定常状態」があります。これは非平衡熱力学（不可逆過程の熱力学）を習うと出てくるものです（熱力学の「可逆過程」が力学の「可逆過程」と関係ないのと同じように、この「定常状態」は量子力学で出てくる「定常状態」とは関係ないものです）。ですので、熱力学の授業で「定常状態」という術語が出てくるまでは、自発変化⇔不可逆過程、と考えていていいでしょう。

お礼

ありがとうございました
スッキリしました！