/熱力学第〇法則まとめ2018.02.22熱力学第〇法則まとめTweet重要なお知らせお使いのブラウザのJavascriptは無効になっています。当ホームページでは、数式の表示にJavascriptを使用しています。そのため、Javascriptを有効にしていない場合、数式が正しく表示されません。[mathjax]熱力学には、熱力学第零法則から第三法則までの基礎的な4つの法則が存在する。この記事では、これらの法則の概要を解説する。Aと状態B、状態Bと状態Cがそれぞれ熱平衡の関係にあるとする。それならば、状態Aと状態Cも熱平衡の関係にある。内部エネルギーの変化\(ΔU\)は、系に入ってくる熱量\(Q\)と、系が受ける仕事\(W\)の和となる。$$ΔU=Q+W$$仕事の項の符号は、系が仕事をする側なのか系が仕事をされる側なのかで変わるので注意すること。熱が動く方向や、エントロピーにかかわる法則である。この法則は経験則的なものであり、実はこの法則の物理的な証明は最近まで無かった。ところが、2017年にようやく、東大が量子力学を使うことで熱力学第二法則の証明を行った。この法則には次のような表現方法がある。他に変化を残さずに、一つの熱源から熱を取り込んで、その熱をすべて仕事に変換するサイクルは存在しない。他に変化を残さずに、熱を低熱源から高熱源へ移動させるようなサイクルは存在しない。断熱過程における不可逆変化で、エントロピーが増大する法則のこと。$$dS≥0$$たまに「熱力学第二法則はエントロピー増大則のことだ」というものを見かけるが、エントロピー増大則はだたの熱力学第二法則の表現の一つに過ぎない。これらの詳細は下の記事を参照のこと。有限な密度の物体において、温度が絶対零度(0K)に近づくと、他の条件にかかわらずエントロピーも0に近づく。ここでいう他の条件の例としては、物体の圧力や密度などが挙げられる。絶対零度とは、熱力学における絶対温度Kの最低となる温度のことである。この絶対零度は摂氏-273.15°Cである。カルノーサイクルとは、等温過程と断熱過程という準静的過程で構成された可逆サイクルのことである。系がした仕事を\(W'\)とおく。系Aがそれぞれの過程を経て系Bに至ったとき、次の式が成り立つ。エンタルピー\(H\)とは、次のように定義される状態量のことである。ヘルムホルツの自由エネルギーとは、等温変化において、内部エネルギー\(U\)の中で仕事として取り出せるエネルギーの...記事を読む示強性・示量性とは物理量は、示量性変数と示強性変数(強度変数)の2種類に分類される。内部エネルギー、ヘルムホルツの自由エネルギー、エンタルピー、ギブスの自由エネルギーは、それぞれ次のように定義される。潜熱とは、相Aから相Bに相転移するときに、系に出入りする熱のことである。この記事では、なぜ相転移に潜熱がつきものなのかを考える。...記事を読む熱力学SNSでもご購読できます。*メールアドレス(公開はされません。*次回のコメントで使用するためブラウザーに自分の名前、メールアドレス、サイトを保存する。上に表示された文字を入力してください。