熱力学2007おさらい5

熱力学第5回おさらい

今日のおしながき

• 熱力学第一法則
  • 第一法則
  • 第一法則の応用

今日のまとめと反省

前回第一法則の文言だけ述べて終ったので，今回はその意味を説明するところから始める．右辺と左辺は全然性質の違う量であることを理解した．内部エネルギーは状態量であって，熱力学の状態を指定する変数になっているが，熱や仕事はそうではない．状態を指定しても決まるものでなくて，状態変化に依存する量になっている．そう思うと不思議な式である．熱だけでも，仕事だけでも，そして両方混合でもある状態から別の状態に(熱力学の)状態変化ができることを考えると，そのときの熱や仕事が内部エネルギーなる量に変換されていることの法則が第一法則である．ここで説明したのは，状態変化の積分に関する法則に対応しているので，微小変化に相当する第一法則も考えておくと便利なことがある．次に微少変化版第一法則を説明する．特に，仕事に関しては，物質を特に気体に限れば簡単に仕事が状態量である圧力と体積で表すことが出来る．この式は一般的に拡張することは出来る．

さて，第一法則から第一種永久機関が不可能なことを示しておく．PV曲線で作るサイクルを説明して，サイクルのする仕事は囲まれた面積であることを話すと，自明である．

ここまで得られた第一法則からどんなことが言えるかを少し考えてみる．まず，右辺側の状態変化にはいくつかの種類の過程を考えることができる．一つは体積一定のまま変化させる等積過程である．このときに，微小温度変化させるための微小熱量として比熱を定義することが出来る．これがあいまいさのない比熱の定義を与える．つまり，状態量として体積を一定とした条件での比熱として，定積比熱を定義するわけである．水を一度あげるのに必要な熱量として，熱容量を考えてきたが，これを力学の速度を決めるときと同じように微分で定義しようというわけである(ファインマンのスピード違反のおばちゃん対警官の話をちょっとだけする)．同じように，等圧過程や等温過程や断熱過程を説明して，そのときの比熱を調べてみる．こんな話をしているうちにタイムアップ．なかなか進まないし，今回もってきたおもちゃは来週披露することにする．

今日の宿題

• 配った練習問題を解け．
• 解答例は近いうちに配ることにします．

配布するファイル

• 今日配った練習問題(レポート問題も含む):Problems-NR-v1.pdf(284)

今日の質問

dU=．．．の意味

全微分の式を書いたら，当然その意味は何?ということになりますね．まず，1変数の場合の変数の微小変化に対する関数値の増加関係を絵に書いておいて，2変数の場合を考える．偏微分が何をしているかも絵に書けばわかりやすい．と言うところだが，絵が下手すぎ．あんな絵で伝わったか?自分で書き直してみるとよい復習になる．

nモルの理想気体の状態方程式の求め方

前回の宿題だった問題の答え方についての質問．答えそのものは高校の物理で知っているだけに，どうやって求めるといいのかは不安になることだろう．冷静に示量性の性質を使えばよい．例としてファンデルワールス気体を考えてみるとよい．

レポートの三番は「どれをえらんでもよいの?」

いいです．好きなのを選んでください．投票数が一番の問題は後日発表します．犬井ヒロシ風に言えば．．．まあ何というか，やっつけでできるようなちょー簡単な問題を選んで3分くらい仕上げてもいいし，いやーちょっと待て，ここはちょっとわしの実力を見せつけてびびらせてやってもいいかもしれん．と思って，全部解いてみても大したことないやろうから，自分でこむずかしそうな問題を作って解いてみて，めっちゃながいレポートを作ってみるのも，じゆうだー. レポートイズフリーダム♪♪♪

今日の投票用紙の裏より

コメント少ないですね．

それよりも，人数が少ないのが気になります．と思ったけど，まあそこそこいたかな．

五月祭頑張ります

頑張ってください．無事にできるといいですね．

熱力学の基礎4ページまで読みました☆

うーん，確かに最初の10ページでお腹いっぱいになる本ですが，熱力学の話はそれ以降に書かれています．もちろん，最初の10ページはとても面白いです．

遅刻しましたー．

残念!

先週風邪で欠席しました．一回休むとついていくのが大変．．

あわわ．友達にノート見せてもらってください．先週のこのページを見てもなにやったかは参考になるようでならないですね．．．

今日8:30に起きました．死ぬ気で自転車をとばしたら間に合いました．

ナイスです．8:30でいいのですか?羨ましい．

今週は体調不良です．朝起きるんが辛かったです．

だんだんよい季節になってきて，早起きするとすがすがしい気持ちになります．ってのは，おじさん発言かも．

M-1グランプリ出ようかな．東大やめて．

うーん．がんばってとしかいいようがないな．それでよければね．しかし，この前のM1は久々に笑わせてもらった．決勝・準決勝ともに完璧でしたよ，チュートリアル．そのおかげか最近はテレビによく出るようになって，仲間ちゃんとコーヒーのコマーシャルなんか出ちゃって．．．徐々に漫才をしなくなるようだと寂しい限りです．

一限眠いんですけどねむくならないためにアドバイスを!

そんなものはない!

講義が面白かったらいいのですよね．それはこっち側の問題ですね．

黒板の上一行は上げたときに電気に隠れて見にくいので，出来れば書かないで下さい．

なるほど．注意します． 下の方も見えにくいとなると，なかなか書きにくいなー．もし，また上に書いていたら指摘してください．

筆箱忘れてマジックで書いています(匿名希望)

よくマジック持ってたね．思わず表面を見てしまいました．匿名ですね．

7:30に起きたのに遅刻しました．一人暮しいいなー．

遠くから通われてるのね．

今日の雑談

• 今日の投票数は， 71でした．下げ止まってるのか?今日は「松坂大輔」さんに来日中の「ジョニー・ディップ」さん．さらに「長澤まさみ」さんが復帰しています．しかも，えっ一番上に書いてあるってことは．．．先頭に座っていらっしゃったとは．．．
• 今日のアンケート

講義のWEBページ見てる??

• まあ今日はみなさんへの宣伝をかねて聞いてみました．少しくらいアクセス数増えるかな?．
• いくつかのコメントをもらいました
  • 今度みます
  • 知らなかった
  • 先生のコメントが面白い
  • 時間があるときにたまに見てます．
  • 時々思い立ったら見る．ちょっと笑える．
  • ヒマなときに見てる．面白い．
  • 英Iの教材をダウンロードついでに見た．先生頑張ってるなあと思った．
  • 見てます．質問に答えてくれてよいです．
  • そんなのあった?
  • 一回見た．
• ひまつぶしに見てもらうことがまず大事で，それからここでやっているフィードバックのレベルが上がればいいですね．私が一方的に喋っている講義から何かしら進展したいと思うのだが，なかなかよいアイデアが浮かばない．講義で話して，練習問題配って，解答配って，レポート出して，レポート返して，デモ実験やって，このページ書いて．．．後はみなさんが絡んでこないこっちゃー知らんというわけです．これって，やる気があるのかないのか，微妙なラインですね．

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