커피에 섞인 우유는 왜 저절로 다시 나뉘지 않을까?

Why does milk stirred into coffee never unmix by itself?

커피에 우유를 붓고 저으면 금방 섞이는데, 아무리 기다려도 왜 우유가 다시 한쪽으로 모이지 않을까요?

무슨 일이 일어났나

NASA 는 엔트로피를 계의 통계적 무질서로도 풀이하며, 되돌릴 수 없는 과정에서는 계와 둘레를 합한 엔트로피가 늘어야 한다고 설명합니다.

시뮬레이터에서 파랑 60 · 주황 60 개가 섞이면 «놓이는 방법 수» W 가 1 에서 약 10^34 로 커지고, 엔트로피 S = k·ln W 도 0 에서 2 분 뒤 1.06 × 10⁻²¹ J/K 로 오릅니다(볼츠만 상수 k = 1.380 649 × 10⁻²³ J/K, NIST).

10 초 뒤부터 2 분까지 왼쪽에 남은 파랑 비율은 약 32~72 % 사이에서만 오르내리고 100 % 로 돌아가지 않습니다 — 분자 120 개만으로도 이런데, 우유 한 방울 속 분자는 이보다 헤아릴 수 없이 많습니다.

💡 생활 속 예시

물컵에 떨어뜨린 잉크 한 방울이 저절로 퍼져 물 전체가 옅게 물드는 것도, 잉크 분자가 놓일 수 있는 방법이 퍼진 쪽에 훨씬 많기 때문입니다.
새 카드 한 벌을 여러 번 섞고 나면, 처음처럼 무늬 · 숫자 차례대로 저절로 돌아가는 일은 사실상 일어나지 않습니다.

확인된 값

엔트로피는 계의 통계적 무질서로도 풀이된다 (NASA): statistical disorder 출처
되돌릴 수 없는 과정에서는 계와 둘레를 합한 엔트로피가 늘어야 한다: entropy increases 출처
섞여 같은 온도가 된 두 물체는 떼어 놓아도 저절로 처음 온도로 돌아가지 않는다: no natural return 출처
볼츠만 상수 k = 1.380 649 × 10⁻²³ J/K (정확한 값) — 엔트로피와 경우의 수를 잇는 상수: 1.380649e-23 J/K 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 역학과 에너지 · 열과 에너지 [12역학02-05]

출처

https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/second-law-entropy/(확인 2026-11-12)
https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?k(확인 2026-11-12)