熱力学2009月曜おさらい4

熱力学月曜第4回おさらい

今日のおしながき

• 第一法則
  • 熱力学第一法則
  • 準静的過程について

今日のまとめと反省

前回、力学でのエネルギー保存則の話でほぼ終わり、断熱過程に限定した熱力学第一法則の文言だけを書いて終わった．今日はその意味を図を書きながら導入した．熱力学状態を二つ持ってきて、その間の遷移を考える．力学的作用のみで移動させるときに、移動の際の仕事の総量は経路に依存しないとするわけである．これで力学のときと同じように状態量としての内部エネルギーを導入することができる．さらに熱的作用も考慮して、第一法則を議論する．すでに内部エネルギーは導入したので、状態量として内部エネルギーも加えておく．そこで、移行の過程に力学的作用の他に熱的作用もあれこれ混ぜてみたりする．そこで、仕事をさぼったとすると、それでも遷移の前後の熱力学状態は指定しているので、内部エネルギーの変化分に足りないエネルギー移動がある．それをここでは熱と呼ぶことにする．おおらかな意味で導入した熱は第一法則から定義されることになる．これは内部エネルギーの補填として、ババを熱というものに押し付けた恰好になっている．前向きに言えば、熱的作用と力学的作用の等価性を法則にまとめたことになる。その背景にはエネルギー保存則があるわけだが、そこは実験的サポートされているということだ．熱量が保存するというのは一般には成り立たないわけである．さて、この第一法則からのすぐの帰結として、サイクル過程を考えれば永久機関がないことがわかる．歴史的には逆向きなんだけど．

ここで、状態量ではない仕事と熱のもっている性質を簡単にまとめておいた．足すと状態量になるというのは不思議な感じもする．微分形式もふれておいて、準静的過程についての話にうつる．ここではピストンの気体の仕事を準静的極限で考察する．あれこれと考えて、仕事の表式を導く．この式はピストン以外でも成り立つ一般的な式である一方で、仕事はいつでもこれに限るわけではなくて、あくまでの気体や液体の仕事はこれだということを注意する．あとの方で、ゴムの話もできればそのときは改めて仕事を考えることになる．手順は今日しめしたとおりだ．

最後に、仕事の式と第一法則を使って熱の式を与えてみた．次回はここから熱容量を議論することにしよう．

今日の宿題

• 第一法則の例題．

配布するファイル

駒場の理系学科のオープンキャンパスのビラを配る．

今日の質問

レポートの締切りは木曜ですか．

そうですね。二週間後といったので、前回は木曜に出したから、来週の木曜ですね．

ALESSの実験で。。。

剛体の不思議実験の理屈が知りたいということだった。確かによく見る実験。あまり気が利いた返事ができなかった。。。

今日の投票用紙の裏より

アンケートがなくなってしまった。。。

今日はよいネタが思いつかなかった．いがいと期待されているのだろうか？

月１はねむい．

がんばってください．

黒板のページ数って書きかえないんですか？

どんどん数字を増やしたこともあったんですが、こっちが混乱したりしたので、1-4の周期にしました。そうすると学生さんが混乱するのかもしれません．

結構、授業、おもしろいですよ！！

ありがとう．びっくりマークがうれしいね．

永久機関を発明するとノーベル賞ですか？

ノーベル賞よりも特許をとって大金持ちになります．その前に物理学の多くの実験事実がそれを覆い被さるように抵抗してきますけどね．発明しなくても面白いアイデアがでれば、イグノーベル賞がとれるかも．

新フェスの翌日の１限だから仕方がないです．先生は悪くないですよ．

はい。でも、そうした諸々を超越した講義をやりたいものです．

コンパもあって皆疲れてるんです

そうした諸々を。。。

日焼けが痛い…

確かによい天気だったか．

あつい所が良い．

熱力学ですから．

まつ毛が目に入って痛い．

こっちから飛んで行ったか？

黒板が見やすいです．

ありがとう．

授業面白いだす．

語尾がドイツ語？

前回は湘南新宿ラインのせいで受けられませんでした．

前回のページにも触れましたが、出られない学生さんもいましたか。

前回がGW明け最初の授業、今回は新フェス明け最初の授業．運悪いですね．

運か。。。

新フェス明けはきついよ．

ご苦労様でした．

朝の電車がきついです．

まあ東京に住んでいるとね．

いけめん

イケメン論は前回のページに．

一時限目はつらいよ．

なれるとそうでもないですよ．

思ったんですが，先生のいう面白さとは、授業自体の面白さではなく、熱力学の面白さなんですか？

これはなかなか本質を突いたつっこみです．面白いって、どういうことですかね．結構むずかしい．表面上の面白さも大事です．私、関西人ですから．でも、それだけでは大学生ではないので、深いところでの面白さも感じてほしいです．あまり考えなくても面白くて，よーく考えても面白いのが理想です．イグノーベル賞の標語

"first make people laugh, and then make them think."

は結構いい線いっているとおもうのです．

今日の雑談

• 今日の投票数は， 71でした．8割きっちゃったなー．少し下げ止まった感じもするけど、止まるのが遅かった．

• 今日のアンケート

なし．よいネタが思いつかなかった．

今回のWEB投票

• 今日の講義の出来は?

今回の一行コメント

• 月曜と木曜では、出席票裏のコメントが全然違いますね。 - かつ (2009年05月14日 01時08分23秒)

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