熱力学2007おさらい6

熱力学第6回おさらい

今日のおしながき

• 第一法則
  • 第一法則と理想気体
• 第二法則
  • 熱の移動と実現する現象
  • Clausiusの原理

今日のまとめと反省

今回は，第一法則を使って，理想気体についてわかることからはじめました．まず，理想気体について2つ仮定をすることにします．一つは内部エネルギーの体積依存性がないこと，もう一つは比熱が温度に依らないこと．前者はジュール・トムソンの実験がサポートしていて，後者は分子運動論や統計力学から予想されることです．これらを使って，内部エネルギーの完全な形やマイヤーの関係式，断熱曲線を求めました．断熱膨張すると冷たくなるのは，例えば人工雪発生装置や，身近なところだとスプレーをだすと冷たくなったりすることです．逆に断熱圧縮すると熱くなるのは．．．というわけで火をつけてみようとしました．どのくらいでいいかは，簡単に数値をいれて見積もっておきます．それで実験というわけです．ところがここでうまくいかないのでした．残念．気合いが足りませんでした．もう一回やったらうまくいったかな?

次に熱力学第二法則の話に移ります．これまでの第〇，第一を概観して，第二法則で議論したいことやその状況を少し最初に喋りました．それから，可逆過程と不可逆過程の区別をしておいて，その判別のための基本戦略をまとめました．そして，鍵となる基本法則であるClausiusの原理の説明をします．ここから，一つの例として，高温から低温へ何もしないで熱を受け流すサイクルは不可逆であることが結論出来ます．来週はCarnotサイクルから．

今日の宿題

• 一般に断熱過程でのPV曲線(断熱曲線)の方が等温過程のそれよりも急峻なことをせつめいせよ．

配布するファイル

• なし．

今日の質問

講義のWEBページのURLはどこ?

ここで説明しても仕方がないなー．

理想気体の内部エネルギーを決めるのに使った仮定は?

理想気体の内部エネルギーが温度だけの関数で体積に依存しないことを仮定としたけど，それを使っているのか?というのが質問．は定義からすぐに出てきて，それをにしたところで使っているといえば使っているか．

「基本法則の可逆性」に関連づけるってどういうこと?

例は分かったけど，最初の戦略として説明した部分がよくないとの指摘を受ける．結局，次に基本法則として，Clausiusの原理をあげるのだが，「永久熱ポンプは存在しない」と宣言することと「可逆性」はどう関係するのかがよく分からない，ということだった．可逆性というところがまずかった．基本法則の「成立条件」とか，「可否」とか言えばよかった．

仕切り板を抜くときに仕事はしないのか?

摩擦があるときには仕事は発生しますが，ここでは仕事はしないとします．板が嫌ならば，コックをつけておいて，それをひねることにしてもよい．

自由度fって何?

ここでは気体分子が空間方向に自由に動ける成分の数のことを言っています．単原子分子ならば,x,y,zで3です．二原子分子だと，おのおのがバラバラならば3x2=6ですが，二原子間の方向には自由に動けないので，一つだけ自由度が減って，f=5になります．

今日の投票用紙の裏より

できれば講義をサイトにのせてもらえますか?そうすると，もっと先生の話をきくのを集中できると思います．

そうですね．これまでに何度か講義ノートを公開するように要望を受けたことがありました．もうちょっと悩ませてください．基本的には公開したくないのです．まだノートが不完全ということもありますが，私のノートにはいろんなことが書かれていて公開する講義ノート用になっていませんし，他の教科もずーと「卜書き」のようなものが蓄積されているノートしか残っていません．一度まとめればいいのかも知れませんね．．．これはこっち側の話．みなさん側の話としては，やはり，書いて，聞いて，見て欲しいと思っています．おもいっきりアドレナリン出しまくって講義は聞くもんだと思っています．でも，もうちょっとゆっくり話すように努力します．

昨日の昼に苗場の前を歩いていたのは先生ですか?

えー，この季節スキー上には行きませんよ．って，そこじゃなくてね．そうかも．

ホームページはいつ更新しているんですか?

気が向いたときです．すみません．最近は遅れ気味で．．．

もう少し早くしていただけるとありがたいです．

うう．そうなんだけどね．．．

ホムペ更新するひまがあったワールドエンドみましょう．

別にひまだからやってるわけではないんだが．．．どうも，こんなページを作ってると，暇な先生と思われているみたいなんだよな．特に，保護者のみなさんに．大体，大学の先生は悠然と過ごしているという古き良き時代はもうないんです．

課題が増えてきて大変です．何かヒント下さい．

どれか言ってくれればヒントは出すけど．「何か」ではねー．

UとVの字が似ていて区別しにくいです．

なるほど．ナイス指摘です．気を付けます．

もっと実験して下さい．

そうなんだよね．熱力ネタはねー．

冷凍食品部門を強化して下さい．

それは生協へ．

おーい，竜馬

ワシはそれ読んでない．

もう少し遅くしていただけるとありがたいです．

講義のスピードでしょうか?ちょっといきつく暇なしに喋ってますね．いけません．

先生にやる気があって助かります．これからもがんばってください．

ありがとう．でも，何が助かる???

実験あきらめないで下さい．

ありがとう．研究室に帰ってから，いやっていうほど火つけました．

もうちょいゆっくり

そうですね．ちょっと自覚しています．

口語体でノートとりにくいです．

なるほど．わかる気がします．後から見たときに，自分でもわからないノートって困りますね．もう一度，家に帰ってから，自分の口語体でノートを作りなおすことをお薦めします．よい復習になると思います．

今日の雑談

• 今日の投票数は， 66でした．まだ，徐々に減ってますね．もうそろそろ止まってくれないと．．．

• 今日のアンケート
  • 無し．

今回のWEB投票

• 今日の講義の出来は?

今回の一行コメント

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