なぜ部屋を掃除しなければならないのですか

死、税金、熱力学第二法則など、普遍的な確実性を持つものもあります。この記事では、主に物理的な観点から、部屋が掃除する必要がない理由を説明します。

1824 年、フランスの物理学者ニコラ・レオナール・サディ・カルノーは、蒸気エンジンがどのように機能するかを考えたときに、熱力学の第 2 法則を初めて提案しました。今日に至るまで、熱力学の第 2 法則は依然として有効であり、不変の事実となっています。どんなに頑張っても、孤立系ではエントロピーは決して減少しないという揺るぎない結論の支配から逃れることはできない。

空気分子は何個配置されているか

空気の特性を測定するために空気の入った箱を渡された場合、最初の反応は、定規と温度計を取り出し、体積、温度、圧力などの科学的と思われる重要な数値を記録することかもしれません。結局のところ、温度、圧力、体積などの数値は、本当に重要な情報をすべて提供し、ボックス内の空気についてすべてを教えてくれます。したがって、空気分子がどのように配置されているかは重要ではありません。ボックス内の空気分子はさまざまな方法で配置されており、そのすべてがまったく同じ圧力、温度、体積をもたらす可能性があります。これがエントロピーの役割です。目に見えないものでも、異なる順列の下ではまったく同じ観測可能な測定値が得られる可能性があり、エントロピーの概念は、異なる順列の数を正確に説明します。

エントロピーが時間の経過とともにどのように変化するか

なぜエントロピーの値は減らないのでしょうか?モップやマットで床を掃除し、ダスターと窓用クリーナーで窓を掃除し、食器用ブラシでカトラリーを掃除し、トイレブラシでトイレを掃除し、糸くずローラーとマイクロファイバー製の掃除用衣類で衣服を掃除します。ここまでやって、部屋がとても片付いたと思います。でも、あなたの部屋はいつまでそのままでいられるでしょうか？しばらくすると、これまでの努力がすべて無駄だったことに気づくでしょう。

しかし、なぜ今後数年間、部屋をきれいに保つことができないのでしょうか?それは、部屋の中の何か一つが変わると、部屋全体が片付かなくなるからです。部屋を散らかす方法はたくさんありすぎるため、部屋が片付くよりも散らかる可能性の方がはるかに高いことがわかります。

非常に要求の厳しいエントロピー

同様に、部屋の中の空気の分子が突然集団で同じ方向に移動しようと決め、隅に群がり、真空で窒息させてしまうのを止めることはできません。しかし、空気分子の動きは無数のランダムな衝突と動きによって制御されており、終わりのない分子運動です。部屋の場合、きれいにする方法はほとんどありませんが、汚す方法は無数にあります。さまざまな「乱雑な」配置（汚れた靴下をベッドやドレッサーの上に置くなど）によっても、同じ温度または圧力の測定値が得られる可能性があります。エントロピーは、同じ測定値が得られる場合に、混沌とした部屋を再配置するために使用できるさまざまな方法が何通りあるかを示します。