we are going to talk about Increase of entropy. 


엔트로피의 증감을 알 수 있는 방법으로는 미시적 상태 수의 증감, 물질에 대한 정보의 감소, 무질서도의 증가가 있다. 

There are some ways to know the increase of entropy :The increase a microscopic state number, the decrease of information about substances, and the increase of confusion.


엔트로피가 증가하는 여러 가지 경우에 대해 말해보겠다.

Let me tell you some cases explaining the increase of entropy.


1. 고체가 액체 상태나 수용액 상태가 되면 엔트로피가 증가한다.

그 이유는 고체 상태의 입자는 진동운동, 제자리를 지키기만 하지만

액체 상태에서는 입자들이 회전운동을 하며 위치를 이동하여 미시적 상태의 수가 증가하기 때문이다.

First, when solid becomes liquid or aqueous solution, entropy increase.

It's because the particles in solid state keep their original place,

but in liquid state, they rotate, so the microscopic state number increase.


2. 고체 상태나 액체 상태가 기체 상태가 되면 엔트로피가 증가한다.

고체, 액체 상태는 고정된 부피를 차지하지만 기체 상태는 부피가 매우 크게 증가하므로 병진 운동을 하며 공간을 확장하며 이동할 수 있다.

따라서 가능한 미시적 상태의 수가 증가한다.

Second, when solid or liquid becomes gas state, entropy increases.

Solid and liquid have fixed volume, but gas expands a lot , so particles can move doing expansion . therefore, the possible microscopic state number increase.


3. 물질을 혼합하면 엔트로피가 증가한다.

그 이유는 혼합에 의한 부피증가로 인한 공간의 확장과 상대 물질의 위치에 대한 상대적 위치의 다양화로 미시적 상태의 수가 매우 크게 늘어난다.

Third, mixing substances. because expansion of the space by mixing and the diversification of relative location about relative substance location, the microscopic state number increase.


4. 물질의 종류와 상태가 같을 때 온도가 높을수록 엔트로피가 증가한다. 온도가 높을수록 분자 운동이 더 활발하여 물질의 위치 변화에 의한 미시적 상태의 수가 늘어나기 때문이다.

And next, the entropy increase in higher temperature when the kind and state of substances are same. In higher temperature, the molecular movements become more active, so the number of microscopic state by the change of substance location increase.

맥스웰 볼쯔만 분포(Maxwell-Boltzmann's distribution)에서도


계의 온도가 높을수록 속력 분포가 다양해지며 미시적 상태 수가 늘어난다.

In higher temperature molecules have variety of speed distribution so, the number of microscopic state increase.


5. 분해 반응이나 이온화로 입자 수가 증가하면 엔트로피는 증가한다

그 이유는 입자 수가 증가하면 운동이 가능한 입자가 많아지기 때문이다.

When the number of particles increase, it causes the reaction to dissolve and ionize, so entropy increase.

Because the moveable particles increase when the number of particles increase. 



엔트로피가 0인 운동에너지가 열에너지로 바뀌는 경우에는 없던 열량이 생겨나므로 엔트로피는 증가하게 된다

when the kinetic energy turns into the thermal energy

운동에너지는 물체를 이루는 모든 원자들이 한 방향으로 운동하고 있을 때의 에너지이다. 그리고 열에너지는 모든 원자들이 불규칙하게 운동하고 있을 때의 에너지이다. 따라서 운동에너지가 열에너지로 바뀌는 것은 원자들의 운동 방향이 섞이는 것이라고 볼 수 있다.

The kinetic energy is energy that all of atoms move only one direction. And the thermal energy is energy that all of atoms move irregularly, so, it can be seen in the mixing direction of atoms.


여러 가지 현상이 생기는 이유를 엔트로피 증가의 법칙으로 설명해보겠다.

I'll explain the reason of some situations by the entropy increase law.



1. 기체는 압력이 낮은 쪽으로 팽창한다.

이유 :

기체가 압력이 낮은 쪽으로 팽창하게 되면 기체의 부피가 증가하게 된다.

기체의 부피가 증가하면 병진 운동을 하며 공간을 확장하며 이동할 수 있다.따라서 가능한 미시적 상태의 수가 증가한다.

Gas expand to lower pressure.

The reason: If gas expand to lower pressure, its volume increase.

So, the number of possible microscopic states increase.


2. 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다.(ex 확산)

물이 든 비커에 잉크를 떨어뜨리면 잉크 입자들이 확산한다.

이유 : 물질을 혼합하면 엔트로피가 증가한다와 동일하다.

There is movement of particles from high density to low density. 

When you put some drops of ink into a beaker in water.

The reason: It's same reason that the entropy increase when the substances are mixed.


3. 고립되지 않은 계는 자발적 과정에서 엔트로피가 감소할 수 있다.

In an isolated system, the entropy can be decreased in the spontaneous process. 

분자 A와 B가 분리된 경우가 AB로 결합하여 있는 경우에 비해 엔트로피가 높다.

The case that the molecule A and B are separated has higher entropy than bonded molecule AB.

그러나  많은 화학 결합 반응들이 자발적으로 일어난다.

But many of chemical bonding reactions occur spontaneously.

이는 결합이 일어날 때 결합에너지를 주위로 열로 방출하고,

This is because when bonding occurs, bonding energy is released to the surroundings,

이에 의해 주위의 엔트로피가 증가하여,

so the entropy in the surroundings increases,

계와 주위를 합친 우주 전체의 엔트로피가 증가하기 때문이다. 

Because the entropy of whole the universe increases.

①②③


4. 물이 얼음이 되는 경우는 이들만 보면 엔트로피가 감소한다.

When water becomes ice, you may guess that entropy decreases.

그러나 이때 열을 방출하는데, 이에 의해 주위의 엔트로피가 증가한다.

But heat is released so the surroundings’ entropy increases,

0℃ 이하에서는 주위의 엔트로피증가량이 물/얼음 변화의 엔트로피 감소량보다 커서 우주 전체의 엔트로피는 증가하고,

따라서 자발적이게 된다.

Below 0℃, the increasing amount of the surroundings entropy is larger than H2O’s decrease in entropy, so the whole universe’s entropy increases,

and becomes spontaneous.

0℃이상에서는 이의 반대가 되어 자발적으로는 불가능한 변화이다. 그리고 0℃에서는 이들 주위와 물/얼음의 엔트로피 변화량의 크기가 같고 부호가 반대가 되어 합이 0이 되고 평형 상태가 된다.

 It's impossible in over 0℃, And in 0℃, the changing amount of H2O entropy is the same as these surroundings, and the sign is opposite, so it comes to equilibrium because the total is 0.


we are going to talk about Increase of entropy. 


엔트로피의 증감을 알 수 있는 방법으로는 미시적 상태 수의 증감, 물질에 대한 정보의 감소, 무질서도의 증가가 있다. 

There are some ways to know the increase of entropy :The increase a microscopic state number, the decrease of information about substances, and the increase of confusion.


엔트로피가 증가하는 여러 가지 경우에 대해 말해보겠다.

Let me tell you some cases explaining the increase of entropy.


1. 고체가 액체 상태나 수용액 상태가 되면 엔트로피가 증가한다.

그 이유는 고체 상태의 입자는 진동운동, 제자리를 지키기만 하지만

액체 상태에서는 입자들이 회전운동을 하며 위치를 이동하여 미시적 상태의 수가 증가하기 때문이다.

First, when solid becomes liquid or aqueous solution, entropy increase.

It's because the particles in solid state keep their original place,

but in liquid state, they rotate, so the microscopic state number increase.


2. 고체 상태나 액체 상태가 기체 상태가 되면 엔트로피가 증가한다.

고체, 액체 상태는 고정된 부피를 차지하지만 기체 상태는 부피가 매우 크게 증가하므로 병진 운동을 하며 공간을 확장하며 이동할 수 있다.

따라서 가능한 미시적 상태의 수가 증가한다.

Second, when solid or liquid becomes gas state, entropy increases.

Solid and liquid have fixed volume, but gas expands a lot , so particles can move doing expansion . therefore, the possible microscopic state number increase.


3. 물질을 혼합하면 엔트로피가 증가한다.

그 이유는 혼합에 의한 부피증가로 인한 공간의 확장과 상대 물질의 위치에 대한 상대적 위치의 다양화로 미시적 상태의 수가 매우 크게 늘어난다.

Third, mixing substances. because expansion of the space by mixing and the diversification of relative location about relative substance location, the microscopic state number increase.


4. 물질의 종류와 상태가 같을 때 온도가 높을수록 엔트로피가 증가한다. 온도가 높을수록 분자 운동이 더 활발하여 물질의 위치 변화에 의한 미시적 상태의 수가 늘어나기 때문이다.

And next, the entropy increase in higher temperature when the kind and state of substances are same. In higher temperature, the molecular movements become more active, so the number of microscopic state by the change of substance location increase.

맥스웰 볼쯔만 분포(Maxwell-Boltzmann's distribution)에서도


계의 온도가 높을수록 속력 분포가 다양해지며 미시적 상태 수가 늘어난다.

In higher temperature molecules have variety of speed distribution so, the number of microscopic state increase.


5. 분해 반응이나 이온화로 입자 수가 증가하면 엔트로피는 증가한다

그 이유는 입자 수가 증가하면 운동이 가능한 입자가 많아지기 때문이다.

When the number of particles increase, it causes the reaction to dissolve and ionize, so entropy increase.

Because the moveable particles increase when the number of particles increase. 



엔트로피가 0인 운동에너지가 열에너지로 바뀌는 경우에는 없던 열량이 생겨나므로 엔트로피는 증가하게 된다

when the kinetic energy turns into the thermal energy

운동에너지는 물체를 이루는 모든 원자들이 한 방향으로 운동하고 있을 때의 에너지이다. 그리고 열에너지는 모든 원자들이 불규칙하게 운동하고 있을 때의 에너지이다. 따라서 운동에너지가 열에너지로 바뀌는 것은 원자들의 운동 방향이 섞이는 것이라고 볼 수 있다.

The kinetic energy is energy that all of atoms move only one direction. And the thermal energy is energy that all of atoms move irregularly, so, it can be seen in the mixing direction of atoms.


여러 가지 현상이 생기는 이유를 엔트로피 증가의 법칙으로 설명해보겠다.

I'll explain the reason of some situations by the entropy increase law.



1. 기체는 압력이 낮은 쪽으로 팽창한다.

이유 :

기체가 압력이 낮은 쪽으로 팽창하게 되면 기체의 부피가 증가하게 된다.

기체의 부피가 증가하면 병진 운동을 하며 공간을 확장하며 이동할 수 있다.따라서 가능한 미시적 상태의 수가 증가한다.

Gas expand to lower pressure.

The reason: If gas expand to lower pressure, its volume increase.

So, the number of possible microscopic states increase.


2. 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다.(ex 확산)

물이 든 비커에 잉크를 떨어뜨리면 잉크 입자들이 확산한다.

이유 : 물질을 혼합하면 엔트로피가 증가한다와 동일하다.

There is movement of particles from high density to low density. 

When you put some drops of ink into a beaker in water.

The reason: It's same reason that the entropy increase when the substances are mixed.


3. 고립되지 않은 계는 자발적 과정에서 엔트로피가 감소할 수 있다.

In an isolated system, the entropy can be decreased in the spontaneous process. 

분자 A와 B가 분리된 경우가 AB로 결합하여 있는 경우에 비해 엔트로피가 높다.

The case that the molecule A and B are separated has higher entropy than bonded molecule AB.

그러나  많은 화학 결합 반응들이 자발적으로 일어난다.

But many of chemical bonding reactions occur spontaneously.

이는 결합이 일어날 때 결합에너지를 주위로 열로 방출하고,

This is because when bonding occurs, bonding energy is released to the surroundings,

이에 의해 주위의 엔트로피가 증가하여,

so the entropy in the surroundings increases,

계와 주위를 합친 우주 전체의 엔트로피가 증가하기 때문이다. 

Because the entropy of whole the universe increases.

①②③


4. 물이 얼음이 되는 경우는 이들만 보면 엔트로피가 감소한다.

When water becomes ice, you may guess that entropy decreases.

그러나 이때 열을 방출하는데, 이에 의해 주위의 엔트로피가 증가한다.

But heat is released so the surroundings’ entropy increases,

0℃ 이하에서는 주위의 엔트로피증가량이 물/얼음 변화의 엔트로피 감소량보다 커서 우주 전체의 엔트로피는 증가하고,

따라서 자발적이게 된다.

Below 0℃, the increasing amount of the surroundings entropy is larger than H2O’s decrease in entropy, so the whole universe’s entropy increases,

and becomes spontaneous.

0℃이상에서는 이의 반대가 되어 자발적으로는 불가능한 변화이다. 그리고 0℃에서는 이들 주위와 물/얼음의 엔트로피 변화량의 크기가 같고 부호가 반대가 되어 합이 0이 되고 평형 상태가 된다.

 It's impossible in over 0℃, And in 0℃, the changing amount of H2O entropy is the same as these surroundings, and the sign is opposite, so it comes to equilibrium because the total is 0.


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