「完全版 熱力学エントロピーの正体」フルバージョン

　はじめに...

　私は、この約１５年間に渡って、熱力学エントロピーについて研究してきました。熱力学エントロピーは２０世紀最大の謎と言われており、私が研究結果を出すために１５年の歳月を費やすほど非常に難解な学問でしたが、私はこの熱力学エントロピーにおいて、いくつかの大きな発見をしたことになります。

　その発見の一つ目は、マイナスの熱力学エントロピーが、電流が電線を流れるとき、必ず同時発生する熱と磁界による磁力（吸引力）を発生する自然現象を表していることを、私は、ついに発見したのです。

　この自然現象がなぜ起こるのか？という理由が、これまで長年の間、全く誰にも分からなかったと思いますが、私は、熱力学エントロピーの定義式において、右辺の分数の分母の絶対温度T[K]が、ゼロに近づく極限値をとった場合には、一体どうなるのだろう？という一つの疑問を持ったことから、熱力学エントロピーの研究を始め、その自然現象が起こる理由まで、全容解明に導くことに成功したのです。

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§1. 熱力学エントロピーとは、一体何を表す状態量なのだろうか？　その全容解明までの道のり

　熱力学的エントロピーは、次の式で表される状態量である。

　　　ΔS ＝ ΔQ [J] / T[K] ＝ Δ（W・s）[W・s] / T[K]

　この式で表される熱力学的エントロピーという状態量は、20世紀最大の謎とされていた。しかし、私は、この状態量の分母である絶対温度が、極限値をとるとどうなるのか？という一つの疑問から、この20世紀最大の謎を解くことに成功したのである。その解明までの出来事をここに記すつもりである。

　私はエントロピーの初学者には難しいと思われる数式をできる限り使わないで、エントロピーについて説明したつもりである。

　ぜひ、この作品を楽しみながら読んでいただきたいと思う。　

　そして、今回、完全版としてこの作品を発表するに至ったのは、熱力学的エントロピーにおいて、さらに新たな発見があり、それをこの作品に書き足したためである。

　私が書いた論文において、最も重要な、論文の部分を以下に記す。

「まず、エントロピーが負の値をとる場合、つまり、物質の正の内部エントロピーが、系の周囲から内部に対して仕事をする場合と、系の内部から周囲に対してエネルギーの放出をする場合については、熱力学の約束事で、負と定められているのであるから、これは、何らかの力が、系の外部から内部に対して掛かる場合 と、系の周囲への熱エネルギーの形での放出であると考えられ、このときの何らかの力とは、磁力を意味しているのではないかと思われる。

　このことを裏付ける証拠が、電流が電線を流れると、必ず、磁界による磁力が発生し、同時に熱を放出するということに他ならないと私は考える。　

　つまり、電流が電線を流れる時、必ず発生する磁界による磁力と熱について、その原理が、負のエントロピーについて論ずることにより、説明ができるようになるわけである。

　そして、エントロピーがマイナスの場合の磁力は、その要素自体がマイナスの要素となるために、必ず、その場合の磁力は吸引力が働くことになる。

　つまり、マイナスのエントロピーが表す磁力は、必ず、吸引力になるのである。

　それはつまり、マイナスのエントロピーが表しているのは、磁力による吸引力が働くことによる系の外部から系の内部への仕事と、系の外部への熱エネルギーの放出を表しているのであると考えることができる。

　その事実が、熱力学的エントロピーにおけるマイナスを表す場合についての約束事と見事に一致しているのである。

　つまり、電線に電流を流すと必ず磁界が発生し、同時に熱を放出する現象は、マイナスの熱力学的エントロピーそのものがもたらす現象であると言えよう。

　それでは、ここで、何故、電線を電流が流れる時、必ず磁界が発生し、その磁界は吸引力をもたらし、同時に熱を放出するのであろうかを説明したい。

　その理由は、電流が流れる時には、電子と正孔が交互に現れなければ、電流は流れない。

　つまり、その際は、マイナスとプラスの電荷が交互に現れることになるのである。

　そして、そのマイナスとプラスの電荷により、異符号同士では、吸引力が働くため、電流が流れる際に発生する磁界は、必ず、吸引力をもたらすのである。

　そして、電子が流れる際にも、抵抗が存在するため、その際の摩擦抵抗により、磁界と熱を発生すると考えられるのである。

　つまり、電子が摩擦するときに、磁力というエネルギーと熱が同時に生まれるのだと考えることができるのである。　　

　それはつまり、電子は、もともとエネルギーを持っている粒子であるため、そのエネルギーが電子の摩擦によって、発現したのが磁力の正体であると言えるであろう。

　そして、摩擦は同時に熱も発生させうる。

　つまり、その現象そのものが、マイナスのエントロピーそのものを表していることから、電線を電流が流れる際に、必ず磁界による吸引力が発生し、同時に熱を発生する現象は、マイナスの熱力学的エントロピーの正体そのものであると、私は、結論づけるに至ったのである。　

　そしてまた、マイナスの熱力学的エントロピーは、物理的反応や物理的変化の場合のみで起こりうる現象を表している。つまり、化学的反応では、マイナスの熱力学的エントロピーは、起こり得ないのである。

　そのため、化学的反応における熱力学的エントロピーでは、マイナスのエントロピーは、起こり得ない状態を表していたということになる。

　しかし、物理的反応における熱力学的エントロピーにおいては、電流が電線を流れる時、必ず磁界が生じ、磁力による吸引力を生み出し、それと同時に熱を発生する現象として、マイナスの熱力学的エントロピーが、実際に起こりうることが証明されたことになる。

　つまり、熱力学的エントロピーは、決して概念などではなく、実在する状態量であることも、この事実から証明されたことになるのだ。」


　また、ボイラーを運転して停止した後、しばらく放置していると温度が下がるため、圧力も下がり、その結果として、負圧(マイナスの圧力)を生じることがあるが、この場合の負圧も吸引力をもたらす。

　この場合の負圧の吸引力の原因は、運転停止後のボイラー缶内で、温度が下がることで、蒸気が凝縮し水分に戻る際に、大きく蒸気自体の体積が減少するために、その大きな体積減少が負圧の原因となり、圧力が降下することにある。

　そして、この場合の負圧の原因も、物質が本来持っている、熱力学的エントロピーという状態量が、原因であると言える。

　なぜならば、この場合の負圧による吸引力の原因を考えた場合も、熱力学的エントロピーが負の値を取る場合の約束事と、一致しているためである。

　つまり、熱力学的エントロピーが負の値を取る場合の約束事とは、系の外部へのエネルギーの放出と系の内部への仕事をもたらす場合である。

　だが、一見すると、この場合は化学的変化による、熱力学的エントロピーの現れのように思えるかもしれない。

　しかしながら、この場合も、物質の状態変化という、物理的変化における、負のエントロピーの出現であることに、変わりはないと言える。

　そのため、負の(マイナスの)熱力学的エントロピーの出現は、物理的な反応や変化でのみ、起こりうる現象であることに、変わりはないが、この現象も、物質の持つ熱力学的エントロピーを考える上では非常に重要となる現象の一つであると言えよう。

　そして、熱力学的エントロピーを理解できれば、その応用により、経済的な現象や法則についても理解できるようになる。

　そして、永久機関を作ることが不可能である理由も、物質が必ず持つエントロピーという状態量そのものが、原因になっていると言えよう。

　それは、熱力学的エントロピーが表しているのは、自然の法則、つまり自然の摂理であるからに他ならないのである。

　　筆者より。