力が一定の場合の仕事の求め方これまでの解説で、熱は仕事であり、エネルギーであることを理解して頂きました。次にさらに詳しく理解して頂くために、仕事の求め方について説明します。高校物理では、仕事を求める式として下記を学びます。仕事は力×移動距離で求めることができます。この式は熱力学で非常に重要な式となります。10Nの力で10m荷物を移動させたときの仕事はW=10N×10m=100N・mと求めることができます。これを力と移動距離を表すグラフにすると、下図のようになります。グラフの面積を求めることが、仕事を求めることになります。この式(W=FL)は力が一定のときのみ使えます。次に荷物がばねで固定されおり、荷物が移動するにつれて力が変化する場合における仕事を求めてみます。なり、力と移動距離の関係をグラフに表すと下図のようになります。初期段階ではばねを引く力は小さくてすみますが、ばねが伸びるに従って大きな力を必要とします。三角形の面積=底辺×高さ÷2=L×KL÷2、W=L×KL÷2=1/2KL2ピストンが動いたときの仕事の求め方ここまでの内容を踏まえて熱力学の話に戻ります。次の図のようにシリンダーを熱で温めると、ピストンが圧力を受けて上昇します。これは熱がエネルギーに変わり仕事をしたからです。求めることができます。圧力とは単位面積あたりの力なので、力は圧力に断面積をかければ良い。増えた体積(ΔV)となります。書き換えることができます。これをグラフにすると以下のようになります。ピストンに加えた熱Qが仕事Wに変わったということです。Q=ΔU+Wとなります。これを熱力学の第一法則といいます。次にこのことについて解説します。