断熱材でできた体積 3V の容器が壁で左右に仕切られ、 左側の体積V の部分には理
想気体の分子N個が入っており, 右側の体積 2V の部分は真空になっている。この状
態を始状態(i)とする。 壁を取り去って十分長い時間がたつと容器内には気体分子が一
様に分布する。この状態を終状態 (f) とする。ここでN>1とする。
()と(f)での微視的状態の数 W を求めなさい。
S=klog W (kはボルツマン定数)の式を使って不可逆過程 (i) → (f) での
エントロピー変化 (AS)3v を求めなさい。
(2)の(AS)3v が、講義で扱った体積を2倍にする時のエントロピー変化 (AS)2v
より大きいことを確かめなさい。