熱力学(2-1)

第Ⅱ章に入ります。

[目次]-------------
第Ⅱ章 熱力学第一法則
 3.熱力学第一法則の表現
 4.状態が(V,p)図上に表される系に対する第一法則の適用
 5.第一法則の気体に対する適用
 6.気体の断熱過程
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熱力学第一法則 = 熱力学的な系に対してエネルギー保存則を述べたもの

 

(熱の単位である)カロリー : 大気圧のもとで1グラムの水の温度を14℃から15℃まで上げるのに要する熱量

大気圧のもとで \(m\) グラムの水の温度を14℃から15℃まで上げるのには、 \(m\) カロリーの熱を必要とする。
\(\Delta u_{c}\) : 大気圧のもとで1グラムの水の温度を14℃から15℃まで上がるときのエネルギー変化
\(L_{c}\) : 膨張の結果なされる仕事

\(m\) グラムの水に対しては、エネルギー変化およびなされた仕事は

 
\(S\) : ある過程を行う系
系と周囲の物体との間で交換する熱を測りたい。→ 系を14℃の水 \(m\) グラムを含む熱量計と接触させる(水の質量は、過程が完了したときに水の温度が15℃になっているいるように選ぶことにする)。
\(\Delta U_{S}\) : 系 \(S\) のエネルギー変化、  \(\Delta U_{c}\) : 熱量計の水のエネルギー変化
エネルギー変化の総量 :

 
行われた仕事の総量 :
 
 
よって、
 
 
であり、(17)式から

 
  


(15)式から \(\Delta U_{S}+L_{S}\) は系 \(S\) が受け取った熱量 \(Q_{S}\)。よって

 

これから、熱量が \(m\) に比例することが分かる。なお、

 

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