熱力学第3法則は「独立原理」ではなく実は第2法則から自然に導けた

スペインのセビリア大学（US）で行われた研究によって、熱力学第三法則は独立した新しい法則ではなく、実は第二法則の枠内で説明できる現象に過ぎないことが理論的に示されました。

この研究はアルベルト・アインシュタインの指摘を覆すもので、熱力学の基本原理同士の関係を見直すきっかけになると期待されています。

しかしなぜ120年もの間、第三法則は第二法則と切り離されてきたのでしょうか？

研究内容の詳細は2025年6月13日に『The European Physical Journal Plus』にて発表されました。

熱力学第三法則の誕生経緯

私たちはふだん、氷が張ったり雪が降ったりすることから、「冷たい」と感じる温度に対して漠然としたイメージを持っています。

しかし、「冷たい」という感覚をさらに突き詰めていくと、いつか「これ以上冷たくならない」という究極の温度にたどりつきます。

それが「絶対零度」（摂氏マイナス273.15℃）と呼ばれる、理論的にこれ以下は存在し得ないとされる最低の温度です。

絶対零度に近づくにつれて、物質の性質はそれまでとは大きく異なったふるまいを見せるようになります。

その代表的な変化が「エントロピー（乱雑さ）の減少」です。

エントロピーとは物質の状態の乱雑さや不規則さを示すもので、高温では分子が激しく動き回って乱雑な状態にあり、エントロピーも大きくなります。

一方、温度を下げていくと分子の動きは次第にゆるやかになり、乱雑さも小さくなっていきます。

絶対零度に限りなく近づくと、分子はほとんど動きを止め、まるで静止したかのような整然とした状態になり、エントロピーも限りなくゼロに近づくと考えられています。